{"id":9058,"date":"2022-03-10T21:14:07","date_gmt":"2022-03-10T21:14:07","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/?p=9058"},"modified":"2022-04-11T02:24:03","modified_gmt":"2022-04-11T02:24:03","slug":"clase-digital-3-ley-de-conservacion-de-masa-y-ecuacion-general-de-balance-de-materia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/clase-digital-3-ley-de-conservacion-de-masa-y-ecuacion-general-de-balance-de-materia\/","title":{"rendered":"Clase digital 3. Ley de conservaci\u00f3n de masa y ecuaci\u00f3n general de balance de materia"},"content":{"rendered":"\n<div class=\"wp-block-cover is-light\" style=\"min-height:284px;aspect-ratio:unset;\"><span aria-hidden=\"true\" class=\"has-background-dim-40 wp-block-cover__gradient-background has-background-dim\"><\/span><img decoding=\"async\" class=\"wp-block-cover__image-background wp-image-9059\" alt=\"clear glass bottles on black surface\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/em9mu_uluj4.jpg\" style=\"object-position:61% 79%\" data-object-fit=\"cover\" data-object-position=\"61% 79%\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1600\" height=\"994\" class=\"wp-block-cover__image-background wp-image-9059\" alt=\"clear glass bottles on black surface\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/em9mu_uluj4.jpg\" style=\"object-position:61% 79%\" data-object-fit=\"cover\" data-object-position=\"61% 79%\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/em9mu_uluj4.jpg 1600w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/em9mu_uluj4-300x186.jpg 300w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/em9mu_uluj4-1024x636.jpg 1024w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/em9mu_uluj4-768x477.jpg 768w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/em9mu_uluj4-1536x954.jpg 1536w\" sizes=\"auto, (max-width: 1600px) 100vw, 1600px\" \/><\/noscript><div class=\"wp-block-cover__inner-container is-layout-flow wp-block-cover-is-layout-flow\">\n<p class=\"has-text-align-center has-base-3-color has-text-color has-large-font-size wp-block-paragraph\">Ley de conservaci\u00f3n de masa y ecuaci\u00f3n general de balance de materia<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"introduccion\">Introducci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1Hola!<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Es un gusto encontrarte nuevamente, espero que est\u00e9s aprendiendo mucho, sobre todo, que tu \u00e1nimo no decaiga y sigas conociendo m\u00e1s acerca de los temas que se te presentan.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En esta clase iniciaremos formalmente lo que desde mi punto de vista es el primer contacto con la formaci\u00f3n del ingeniero qu\u00edmico, no quiero decir que las UDAs que has visto previamente no son importantes, por supuesto que no, ya que las UDAs previas son necesarias como conocimiento adicional para el ingeniero qu\u00edmico, pero la esta unidad de balance de materia realmente nos da la pauta y bases para los c\u00e1lculos en ingenier\u00eda qu\u00edmica.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La unidad de balance de materia tiene una base en la ley de conservaci\u00f3n de materia y la ecuaci\u00f3n general de balance de materia. De acuerdo con el tipo de problema existen diversas formas de entender, representar y resolver los problemas de balance de materia, los cuales se pueden abordar desde diferentes perspectivas y de acuerdo con ello, es posible tener diferentes formas de llegar a la soluci\u00f3n, pero afortunadamente existen pasos gen\u00e9ricos en ese proceso de soluci\u00f3n de problemas. Lo anterior nos lleva al desarrollo de una metodolog\u00eda sistem\u00e1tica para la soluci\u00f3n de balances de materia para unidades simples y m\u00faltiples unidades. Recordemos tambi\u00e9n que el objetivo principal de la UDA de balance de materia es la de aprender a elaborar modelos matem\u00e1ticos, los cu\u00e1les son obtenidos precisamente a trav\u00e9s de la implementaci\u00f3n de la metodolog\u00eda sistem\u00e1tica.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En esta secci\u00f3n nos centraremos en analizar sistemas sin reacci\u00f3n qu\u00edmica, Los sistemas con reacci\u00f3n qu\u00edmica los abordaremos en las siguientes semanas.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u00a1Sin m\u00e1s que agregar, empecemos la clase!<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"desarrollo-del-tema\">Desarrollo del tema<\/h2>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Ley de conservaci\u00f3n de masa y ecuaci\u00f3n general de balance de materia<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Recordemos que un proceso puede tener diferentes modos de operaci\u00f3n, por ejemplo, por lote, continuo o lote-alimentado\/semicontinuo. Todos estos procesos pueden tener dos distintos estados, el estado transitorio y el estado estacionario, siendo el primero el r\u00e9gimen en el cual cualquiera de las variables de proceso var\u00eda con el tiempo, es decir, si hacemos una gr\u00e1fica de su trayectoria con respecto al tiempo la pendiente de esta ser\u00e1 diferente de cero. En el caso de los procesos en estado estacionario las variables se mantienen estables durante varios periodos, por lo tanto, una gr\u00e1fica de la trayectoria de la variable con respecto al tiempo ser\u00e1 una l\u00ednea recta con una pendiente igual a cero; en procesos a escala industrial, es deseable el proceso en estadio estacionario, ya que relativamente es m\u00e1s f\u00e1cil controlar y mantener una producci\u00f3n deseada. Entender el tipo de modo de operaci\u00f3n y r\u00e9gimen, es de gran importancia en la soluci\u00f3n de problemas de balances de materia.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La ecuaci\u00f3n general de balance de materia est\u00e1 dada por 5 t\u00e9rminos, los cuales incluyen todas las posibilidades que se pueden tener en un sistema donde se lleve a cabo un proceso. La ecuaci\u00f3n 1 muestra la ecuaci\u00f3n general de balance de materia:<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/Captura-de-Pantalla-2022-03-10-a-las-15.08.07.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-9060\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"600\" height=\"88\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/Captura-de-Pantalla-2022-03-10-a-las-15.08.07.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-9060\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/Captura-de-Pantalla-2022-03-10-a-las-15.08.07.png 600w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/Captura-de-Pantalla-2022-03-10-a-las-15.08.07-300x44.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/noscript><\/figure><\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Tipos de balance<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La ecuaci\u00f3n 1 puede emplearse para balances de tipo diferencial, balances integrales y la combinaci\u00f3n de estos.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>El balance diferencial indica lo que ocurre en un instante determinado. Cada t\u00e9rmino de la ecuaci\u00f3n de balance es una velocidad (de entrada, de generaci\u00f3n, etc.) y se da en las unidades de la cantidad balanceada dividida entre la unidad de tiempo. Se aplica en procesos en continuo.<\/li><li>Los balances integrales describen lo que ocurre entre dos instantes determinados. Cada t\u00e9rmino de la ecuaci\u00f3n es una porci\u00f3n de la cantidad que se balancea y tiene la unidad correspondiente. Este tipo de balance se aplica en sistemas por lote o intermitentes, y los dos instantes son el momento donde se realiza la alimentaci\u00f3n y el momento anterior al que se retire el producto.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A continuaci\u00f3n, te recomiendo revisar la siguiente presentaci\u00f3n y video de apoyo a tu aprendizaje.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-buttons is-layout-flex wp-block-buttons-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-button aligncenter is-style-fill\"><a class=\"wp-block-button__link has-accent-background-color has-background\" href=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/presentacion-tipos-de-balances\/\">Tipos de balances<\/a><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Metodolog\u00eda para la soluci\u00f3n de balances de materia en procesos y balances en unidades simples y en multiunidades<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La soluci\u00f3n de problemas de balance de materia requiere de diversos pasos que pueden ser similares en distintos tipos de problemas. En general esto incluye:<\/p>\n\n\n\n<ol class=\"wp-block-list\"><li>Lectura y comprensi\u00f3n del problema.<\/li><li>Traducci\u00f3n del texto a una imagen de diagrama de flujo, bajo reglas de anotaci\u00f3n de acuerdo con el tipo de problema a resolver.<\/li><li>Extracci\u00f3n de datos del texto para representarlos en el diagrama, lo cual implica traducir parte del texto en ecuaciones, esta informaci\u00f3n se conoce como especificaciones.<\/li><li>An\u00e1lisis de grados de libertad, lo cual nos permite saber si es posible resolver el problema o no antes de escribir las ecuaciones de balance de materia.<\/li><li>Determinaci\u00f3n de la base de c\u00e1lculo.<\/li><li>Selecci\u00f3n del sistema a resolver.<\/li><li>An\u00e1lisis del m\u00e9todo de soluci\u00f3n y determinaci\u00f3n del orden de soluci\u00f3n de las ecuaciones.<\/li><li>Soluci\u00f3n del sistema de ecuaciones.<\/li><li>Determinaci\u00f3n si a\u00fan tenemos m\u00e1s sistemas que resolver.<\/li><\/ol>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Los pasos previamente mencionados, si los organizamos de manera sistem\u00e1tica, adem\u00e1s de incluir todos los posibles escenarios que se puedan encontrar al momento de resolver un problema, nos permitir\u00e1n desarrollar una metodolog\u00eda sistem\u00e1tica la cual puede ser aplicada a una infinidad de problemas.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La Figura 1 muestra el diagrama de flujo para la soluci\u00f3n de problemas de balance de materia para una solo sistemas o m\u00faltiples sistemas en el proceso.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full\"><img decoding=\"async\" src=\"data:image\/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP\/\/\/yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7\" data-src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/Captura-de-Pantalla-2022-03-10-a-las-15.12.11.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-9061\" \/><noscript><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"716\" height=\"1015\" src=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/Captura-de-Pantalla-2022-03-10-a-las-15.12.11.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-9061\" srcset=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/Captura-de-Pantalla-2022-03-10-a-las-15.12.11.png 716w, https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/wp-content\/uploads\/sites\/71\/2022\/03\/Captura-de-Pantalla-2022-03-10-a-las-15.12.11-212x300.png 212w\" sizes=\"auto, (max-width: 716px) 100vw, 716px\" \/><\/noscript><figcaption>Figura 1. <em>Metodolog\u00eda sistem\u00e1tica para la soluci\u00f3n de problemas de balances de materia.<\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">A continuaci\u00f3n, en apoyo a tu aprendizaje, te invito a revisar la presentaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-buttons is-layout-flex wp-block-buttons-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-button aligncenter is-style-fill\"><a class=\"wp-block-button__link has-accent-background-color has-background\" href=\"https:\/\/blogs.ugto.mx\/rea\/presentacion-calculos-de-balance-de-materia\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">C\u00e1lculos de balance de materia<\/a><\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"conclusion\">Conclusi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En resumen, en esta clase abordamos la forma en c\u00f3mo se realiza la soluci\u00f3n de problemas de balance de materia. La disponibilidad de una metodolog\u00eda sistem\u00e1tica permiti\u00f3 comprender la soluci\u00f3n de problemas de una manera m\u00e1s organizada siguiendo una secuencia l\u00f3gica, asegurando el total \u00e9xito para abordar problemas de balance de materia; adem\u00e1s de permitirnos el desarrollo de competencias gen\u00e9ricas para la generaci\u00f3n de estrategias de soluci\u00f3n de problemas.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Es as\u00ed como concluimos nuestra clase. \u00a1Vas avanzando muy bien, te felicito! No olvides realizar las consignas correspondientes a esta clase, adem\u00e1s de poner la atenci\u00f3n adecuada para la soluci\u00f3n de los problemas de balance de materia. Es muy seguro de que los videos sobre la soluci\u00f3n de problemas ser\u00e1n de gran apoyo para ti. Te encuentro pr\u00f3ximamente.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"fuentes-de-informacion\">Fuentes de informaci\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Felder, R.M. y Rousseau, R.W. (2006). Principios Elementales de los procesos Qu\u00edmicos. (3\u00aa ed.). Limusa-Wiley. ISBN: 968-18-6169-8<\/li><li>Murphy, R.M. (2007). Introducci\u00f3n a los procesos qu\u00edmicos: principios, an\u00e1lisis y s\u00edntesis. USA: McGraw-Hill. ISBN: 978-970-10-6199-2. En espa\u00f1ol ISBN: 970-10-6199-3.<\/li><\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Introducci\u00f3n \u00a1Hola! Es un gusto encontrarte nuevamente, espero que est\u00e9s aprendiendo mucho, sobre todo, que tu \u00e1nimo no decaiga y sigas conociendo m\u00e1s acerca de los temas que se te presentan. En esta clase iniciaremos formalmente lo que desde mi punto de vista es el primer contacto con la formaci\u00f3n del ingeniero qu\u00edmico, no quiero &#8230; <a title=\"Clase digital 3. 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