Aplicaciones del balance de materia: Cuestionarios interactivos para estudiantes de ingeniería química

Question 1

¿Cuál de las siguientes es una aplicación del balance de materia en el campo de la ingeniería química?

Accepted Answer

Diseño de reactores químicos

Answer

Análisis de datos estadísticos

Answer

Interpretación de obras literarias

Question 2

En un proceso de separación de líquidos mediante destilación, ¿qué tipo de balance de materia se utiliza para determinar la composición de la corriente de líquido?

Accepted Answer

Balance de materia de componentes

Answer

Balance de materia global

Answer

Balance de materia de entalpía

Answer

Balance de materia diferencial

Question 3

En el diseño de un reactor químico de tanque agitado ideal, ¿qué información proporciona el balance de materia?

Accepted Answer

Velocidad de reacción y conversión

Answer

Impacto ambiental del proceso

Answer

Propiedades físicas de los reactivos

Answer

Coste de los materiales

Question 4

En un balance de materia para un proceso de mezcla de líquidos, ¿qué información se requiere para determinar la composición de la mezcla resultante?

Accepted Answer

Caudal másico y composición de las corrientes de entrada

Answer

Volumen del recipiente de mezcla

Answer

Tiempo de residencia

Question 5

En un proceso de evaporación, ¿qué información proporciona el balance de materia global?

Accepted Answer

La cantidad de vapor generado y la concentración de soluto en el licor

Answer

El coeficiente de transferencia de calor

Answer

La temperatura y presión del sistema

Question 6

En un reactor químico, ¿cuál es el objetivo del balance de materia de especies?

Accepted Answer

Determinar la tasa de reacción y la producción de productos

Answer

Diseñar el reactor

Answer

Calcular la energía liberada o absorbida

Question 7

En un proceso de destilación, ¿qué puede determinarse utilizando el balance de materia global?

Accepted Answer

La relación de reflujo y el número de etapas necesarias

Answer

La eficiencia del condensador

Answer

La temperatura de ebullición del componente más volátil

Question 8

En un proceso de absorción de gas, ¿cuál es el objetivo del balance de materia de gases?

Accepted Answer

Calcular la cantidad de gas absorbido y la concentración de gas en el efluente

Answer

Predecir la caída de presión en el absorbedor

Answer

Determinar la eficiencia del absorbedor

Question 9

En un proceso de extracción líquido-líquido, ¿qué información proporciona el balance de materia de soluto?

Accepted Answer

La distribución del soluto entre las fases y la eficiencia de extracción

Answer

El coeficiente de transferencia de masa

Answer

Las propiedades físicas de los disolventes

Question 10

En un proceso de combustión, ¿qué información puede obtenerse mediante el balance de materia de oxígeno?

Accepted Answer

La cantidad de aire requerida y la composición de los gases de combustión

Answer

La temperatura de la reacción

Answer

La eficiencia de la combustión

Question 11

¿Qué suposiciones deben hacerse al realizar un balance de materia global?

Accepted Answer

Estado estacionario, sistema cerrado y ausencia de reacciones químicas

Answer

Reacciones reversibles, coeficientes estequiométricos conocidos y cinética de reacción conocida

Answer

Flujo turbulento, condiciones isotérmicas y propiedades constantes

Question 12

En un proceso de mezclado, ¿qué ecuación se utiliza para determinar la composición de la mezcla?

Accepted Answer

∑(m_i * x_i) = m * x

Answer

P_A * V_A = P_B * V_B

Answer

k_La * A = Q

Answer

ΔH_r = ΔH_f^º - Σ(ΔH_f^º)

Question 13

En un proceso de separación de sólidos, ¿cuál es el propósito del balance de materia de partículas?

Accepted Answer

Determinar la distribución de tamaño de partícula y la eficiencia de separación

Answer

Calcular la velocidad de sedimentación

Answer

Diseñar el equipo de separación

Question 14

Un proceso de absorción elimina un contaminante de una corriente de gas. La velocidad de absorción de contaminante es inversamente proporcional a la concentración del contaminante en el gas. ¿Qué tipo de ecuación diferencial representa este proceso?

Accepted Answer

Ecuación diferencial de primer orden no lineal

Answer

Ecuación diferencial lineal

Answer

Ecuación diferencial de orden cero

Answer

Ecuación diferencial de segundo orden

Question 15

En un proceso industrial, los gases de escape contienen contaminantes. Estos gases se tratan en un depurador antes de ser liberados a la atmósfera. ¿Cuál de los siguientes objetivos es más adecuado para un balance de materia aplicado a este proceso?

Accepted Answer

Determinar la eficiencia de eliminación de contaminantes

Answer

Diseñar el depurador

Answer

Predecir el impacto ambiental del proceso

Answer

Optimizar el proceso de producción

Question 16

En un proceso de destilación, ¿cuál de los siguientes parámetros es necesario conocer para realizar un balance de materia?

Accepted Answer

Composición de la alimentación, composición del destilado y composición del residuo

Answer

Solo la composición del destilado

Answer

Solo la composición de la alimentación

Question 17

¿Cuál de los siguientes métodos NO se utiliza para estimar las constantes de equilibrio en el diseño de procesos?

Accepted Answer

Simulación molecular

Answer

Métodos empíricos

Answer

Correlaciones de grupo

Answer

Métodos termodinámicos

Question 18

¿Cuál de las siguientes herramientas es esencial para el diseño de procesos basado en el balance de materia?

Accepted Answer

Software de simulación de procesos

Answer

Balanza analítica

Answer

Hojas de cálculo

Question 19

En un proceso de adsorción, el adsorbato se acumula en la superficie del adsorbente. ¿Cuál de los siguientes factores NO afecta al proceso de adsorción?

Accepted Answer

Velocidad de agitación

Answer

pH

Answer

Área superficial del adsorbente

Answer

Temperatura

Question 20

Un reactor de tanque agitado opera con una alimentación constante de 100 kg/h de una solución acuosa al 20% en peso de un reactivo A. Se obtiene un producto de salida con una concentración del 10% en peso de A. ¿Cuál es el caudal de salida del reactor (kg/h)?

Accepted Answer

200 kg/h

Answer

50 kg/h

Answer

100 kg/h

Answer

400 kg/h

Question 21

Se alimenta un secador con 100 kg/h de un producto húmedo con un 25% de humedad. El producto seco sale del secador con una humedad del 5%. ¿Cuál es la cantidad de agua evaporada (kg/h)?

Accepted Answer

18 kg/h

Answer

25 kg/h

Answer

10 kg/h

Answer

5 kg/h

Question 22

Un proceso de mezcla combina 100 kg/h de una solución A con 200 kg/h de una solución B. La solución A tiene un 30% en peso de un componente C, mientras que la solución B tiene un 10% en peso de C. ¿Cuál es la concentración del componente C en la mezcla resultante?

Accepted Answer

16.7%

Answer

30%

Answer

20%

Answer

10%

Question 23

Un tanque de mezcla contiene inicialmente 100 kg de una solución al 10% en peso de un soluto. Se alimenta una solución al 30% en peso del mismo soluto a un caudal de 20 kg/h. ¿Cuál es la concentración del soluto en el tanque después de 1 hora, si se asume que el tanque se mantiene perfectamente mezclado?

Accepted Answer

18%

Answer

25%

Answer

20%

Answer

15%

Question 24

Una planta de producción de ácido sulfúrico utiliza un proceso de absorción para capturar el SO2 del gas de combustión. Si la alimentación al absorbedor contiene 5% en peso de SO2 y el gas de salida contiene 0.1% en peso de SO2, ¿cuál es la eficiencia de la absorción del SO2?

Accepted Answer

98%

Answer

95%

Answer

80%

Answer

90%

Question 25

Se alimenta una columna de destilación con una mezcla líquida que contiene 40% en peso de A y 60% en peso de B. El destilado tiene una composición del 90% en peso de A y el residuo del 10% en peso de A. ¿Cuál es la fracción molar del componente A en el residuo?

Accepted Answer

0.1

Answer

0.4

Answer

0.6

Answer

0.9

Question 26

Un proceso de cristalización produce cristales de un producto con un 95% en peso de pureza. Si se alimenta 100 kg/h de una solución al 20% en peso del producto, ¿cuál es el caudal de cristales producidos (kg/h)?

Accepted Answer

19 kg/h

Answer

95 kg/h

Answer

10 kg/h

Answer

20 kg/h

Question 27

Un tanque de almacenamiento contiene 1000 kg de una solución al 5% en peso de un soluto. Se retira una cantidad de solución del tanque hasta que la concentración del soluto es del 10%. ¿Cuántos kg de solución se retiraron del tanque?

Accepted Answer

500 kg

Answer

100 kg

Answer

750 kg

Answer

250 kg

Question 28

Un proceso de combustión utiliza 100 kg/h de combustible con un poder calorífico de 40 MJ/kg. Si la eficiencia del proceso es del 80%, ¿cuál es la cantidad de calor útil generado (MJ/h)?

Accepted Answer

3200 MJ/h

Answer

2000 MJ/h

Answer

1600 MJ/h

Answer

4000 MJ/h

Question 29

Un reactor de lecho fijo opera con una alimentación de 100 kg/h de una mezcla de reactivos. El producto de salida contiene un 10% en peso de un nuevo componente formado en la reacción. ¿Cuál es la cantidad de componente nuevo producido (kg/h)?

Accepted Answer

10 kg/h

Answer

20 kg/h

Answer

100 kg/h

Answer

5 kg/h