Aprende Balances de Materia y Energía en Ingeniería Química: Cuestionarios y Ejercicios

Question 1

Según la ley de conservación de la masa, en un proceso de combustión:

Accepted Answer

La suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos

Answer

La masa de los reactivos es mayor que la masa de los productos

Answer

La masa de los reactivos es menor que la masa de los productos

Question 2

Para realizar un balance de energía en un sistema abierto, es indispensable conocer:

Accepted Answer

Los intercambios de calor y trabajo con el entorno

Answer

La temperatura y presión del sistema

Answer

Solo los cambios de energía interna del sistema

Answer

Solo las masas entrantes y salientes del sistema

Question 3

Un proceso endotérmico se caracteriza por:

Accepted Answer

Absorción de calor del entorno por parte del sistema

Answer

Liberación de calor del sistema al entorno

Answer

Disminución de la energía interna del sistema

Answer

Constancia de la temperatura del sistema

Question 4

La entalpía (H) se define como:

Accepted Answer

Suma de la energía interna (U) y el producto de la presión (P) y el volumen (V): H = U + PV

Answer

Diferencia entre la energía interna (U) y el producto de la presión (P) y el volumen (V): H = U - PV

Answer

Energía cinética más la energía potencial: H = Ec + Ep

Question 5

Para un gas ideal, su energía interna (U) es:

Accepted Answer

Una función únicamente de la temperatura

Answer

Una función únicamente del volumen

Answer

Una función únicamente de la presión

Answer

Una función de la temperatura, el volumen y la presión

Question 6

Un proceso adiabático se caracteriza por:

Accepted Answer

Ausencia de intercambio de calor con el entorno

Answer

Ser un proceso isobárico

Answer

Ser un proceso isotérmico

Answer

Ser un proceso isocórico

Question 7

En un balance de materia en estado estacionario, la acumulación es:

Accepted Answer

Cero.

Answer

Negativa.

Answer

Positiva.

Answer

Variable.

Question 8

La ley de Hess establece que:

Accepted Answer

La variación de entalpía de una reacción es independiente de la ruta seguida.

Answer

La entropía de una reacción es independiente de la ruta seguida.

Answer

La variación de energía libre de una reacción es independiente de la ruta seguida.

Question 9

La capacidad calorífica de una sustancia es:

Accepted Answer

La cantidad de calor necesaria para elevar un grado la temperatura de una unidad de masa de la sustancia.

Answer

La temperatura a la que se funde una unidad de masa de la sustancia.

Answer

La cantidad de calor liberada cuando se quema una unidad de masa de la sustancia.

Question 10

El diagrama de fases de una sustancia muestra:

Accepted Answer

Las condiciones de temperatura y presión donde la sustancia existe en diferentes fases.

Answer

Las propiedades físicas de la sustancia en diferentes fases.

Answer

Las reacciones químicas que ocurren en la sustancia.

Question 11

El coeficiente de actividad de un soluto es:

Accepted Answer

Una medida de la desviación de la idealidad de la disolución.

Answer

Una medida de la concentración del soluto.

Answer

Una medida de la temperatura de la disolución.

Question 12

Un proceso químico produce 100 kg/h de un producto. La alimentación contiene un 50% del reactivo A y un 50% de inertes. Si la conversión del reactivo A es del 70%, ¿cuál es el caudal másico de alimentación?

Accepted Answer

250 kg/h

Answer

450 kg/h

Answer

350 kg/h

Answer

150 kg/h

Question 13

¿Qué proceso se caracteriza por ausencia de transferencia de calor con el entorno?

Accepted Answer

Proceso adiabático

Answer

Proceso con transferencia de calor reversible

Answer

Proceso con transferencia de calor irreversible

Question 14

Un proceso isotérmico se caracteriza por:

Accepted Answer

Temperatura constante

Answer

Ausencia de transferencia de calor

Answer

Presión constante

Question 15

En un sistema abierto, ¿cómo se define la acumulación de masa?

Accepted Answer

Es la diferencia entre la masa que entra y la masa que sale del sistema.

Answer

Es la masa total del sistema en un momento dado.

Answer

Es la masa que entra en el sistema por unidad de tiempo.

Answer

Es la masa que se transforma dentro del sistema.

Question 16

Un reactor continuo procesa 100 kg/h del reactante A, con una concentración del 20%. ¿Cuál es el caudal molar de A que ingresa al reactor?

Accepted Answer

2,78 mol/h

Answer

22,22 mol/h

Answer

11,11 mol/h

Answer

5,56 mol/h

Question 17

En el contexto de los balances de energía, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

Accepted Answer

El cambio de energía de un sistema es igual a la diferencia entre la energía que entra y la que sale.

Answer

La energía total de un sistema permanece constante.

Answer

La energía solo puede transferirse mediante calor.

Answer

El balance de energía solo se aplica a sistemas cerrados.

Question 18

Un intercambiador de calor transfiere 100 kW de calor entre dos fluidos. Si el fluido caliente tiene un caudal másico de 50 kg/h y experimenta un cambio de temperatura de 20 °C, ¿cuál es el caudal másico aproximado del fluido frío, asumiendo capacidades caloríficas similares?

Accepted Answer

25 kg/h

Answer

50 kg/h

Answer

100 kg/h

Answer

75 kg/h

Question 19

¿Cuál de los siguientes supuestos es fundamental para los balances de materia y energía?

Accepted Answer

El sistema está en estado estacionario.

Answer

El sistema es isothermal.

Answer

El sistema es adiabático.

Answer

El sistema es ideal.

Question 20

Un gas fluye a través de una tubería con una velocidad de 10 m/s y un caudal volumétrico de 2 m³/s. ¿Cuál es la velocidad lineal media del gas?

Accepted Answer

5 m/s

Answer

7,5 m/s

Answer

2,5 m/s

Answer

10 m/s

Question 21

¿Qué ecuación se usa generalmente para calcular la caída de presión en una tubería?

Accepted Answer

Ecuación de Darcy-Weisbach

Answer

Ecuación de Bernoulli

Answer

Ecuación de Hagen-Poiseuille

Answer

Ecuación de Navier-Stokes

Question 22

Una bomba centrífuga mueve agua a un caudal de 100 m³/h contra una altura de elevación de 20 m. Si la eficiencia de la bomba es del 75%, ¿cuál es la potencia necesaria para operar la bomba?

Accepted Answer

5,3 kW

Answer

2,65 kW

Answer

7,95 kW

Answer

10,6 kW

Question 23

¿Cuál de los siguientes es un beneficio clave de utilizar simuladores de procesos químicos?

Accepted Answer

Reducir los costos de experimentación.

Answer

Garantizar resultados precisos en todas las condiciones.

Answer

Eliminar la influencia del error humano.

Answer

Eliminar la necesidad de construir plantas piloto.

Question 24

Una planta química produce 100.000 toneladas al año de un producto químico. Si la materia prima representa el 70% del costo total de producción y cuesta 500 €/tonelada, ¿cuál es el costo anual de la materia prima?

Accepted Answer

35 millones de €

Answer

17,5 millones de €

Answer

50 millones de €