Problemario de termodinámica aplicada I

1 archivo PDF (222 páginas)El contenido del libro tiene como objeto auxiliar a los alumnos en el curso de termodinámica, para ello se expone la teoria y se plantea una serie de problemas

Manual para la preparación del reporte de proyecto terminal

39 páginas.La presenta guía tiene como principal objetivo brindar al estudiante una referencia conveniente sobre la estructura y el formato que debe poseer un reporte técnico de buena calidad. Se ofrecen recomendaciones para que los alumnos puedan etaborar un documento claro y coherente, donde se realcen las aportaciones y los logros alcanzados en el desarrollo de su Proyecto Terminal

Fitorremediación de suelo contaminado con arsénico, cobre y plomo empleando Echeveria elegans y Crassula ovata

Se realizó la evaluación del proceso de fitorremediación (fitoextracción) en un suelo contaminado con As, Cu y Pb, proveniente de una industria del sector metal mecánico, mediante el uso de 2 especies vegetales: Echeveria (Echeveria elegans) y Árbol de jade (Crassula ovata). El objeto de estudio fue determinar los factores de bioconcentración (FBC) de As, Cu y Pb y los factores de translocación (FT) de las especies vegetales. Las concentraciones de metales iniciales fueron: 2471.40 mg/kg de As, 3847.15 mg/kg de Cu, y 20,690.14 mg/kg de Pb, las cuales sobrepasan los límites máximos permisibles de la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004. La concentración de metales después de 3 meses para Echeveria fue: 1655.06 mg/kg de As, 2029.50 mg/kg de Cu, 10,410.27 mg/kg de Pb. Asimismo, para Árbol de jade fue: 2120.84 mg/kg de As, 2958.59 mg/kg de Cu, 10,811.71 mg/kg de Pb. Los FBC y FT determinados para cada especie vegetal fueron menor a 1, por lo que se consideran tolerantes.We assessed the phytoremediation process (phytoextraction) in a soil contaminated with As, Cu and Pb, which is from an industry of the mechanical metal sector, through 2 plant species: Echeveria (Echeveria elegans) and Jade plant (Crassula ovata). We aimed to determine Bioconcentration Factors (BCF) of As, Cu and Pb and the Translocation Factors (TF) of these species. The initial metal concentrations were: 2471.40 mg/kg As, 3847.15 mg/kg Cu, and 20,690.14 mg/kg Pb, which exceed the maximum permissible limits of Mexican normativity NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004. After 3 months, we found metal concentration in Echeveria, which were: 1655.06 mg/kg As, 2029.50 mg/kg Cu, 10,410.27 mg/kg Pb. Also, we found metal in the Jade plant, which were: 2120.84 mg/kg As, 2958.59 mg/kg Cu, 10,811.71 mg/kg Pb. The BCF and FT determined for each plant specie were less than 1, so they are considered tolerant

Isolation and adaptation of hydrocarbonoclastic bacteria from Tenebrio molitor gut

En este trabajo, el objetivo fue aislar e inducir a la adaptación bacterias hidrocarbonoclastas, del intestino del Tenebrio molitor, para usar diésel como fuente de carbono. Para monitorear la resistencia de las larvas a los hidrocarburos, las larvas en grupos de diez fueron sometidas a cuatro concentraciones de diésel, donde la más alta fue de 20000 mg/kg, la prueba duró 30 días y el diésel no afectó el crecimiento de las larvas. La mayoría de las larvas (38) utilizadas en la prueba evolucionaron a pupas y luego a escarabajos produciendo la segunda generación de larvas, de las cuales algunas fueron diseccionadas, para aislar las bacterias hidrocarbonoclastas que podrían existir en sus intestinos. Utilizando el extracto líquido del intestino de las larvas y un medio selectivo (carbón combinado) se preparó un caldo que tenía una concentración de diésel de 1210. mg/L. Después de un período de 12 días, había 1.87x10⁹ UFC /mL.In this work, we aimed to isolate and induce the adapt of hydrocarbonoclastic bacteria, from Tenebrio molitor gut, to use Diesel as carbon source. In order to monitor the resistance of the larvae to hydrocarbon, the specimens in groups of ten were grown in matrices subjected to four Diesel concentrations, the highest was 20000 mg/kg, the test lasted 30 days and Diesel did not affect the larvae growth. Most larvae (38) used in the test evolved into pupae and then into beetles producing the second generation of larvae, some of those were dissected to isolate hydrocarbonoclastic bacteria that could exist in their gut. We used the liquid extract from larvae gut and a selective medium (Combined carbon) to make a broth which had Diesel concentration of 1210.37 mg/L. After a period of 12 days there were 1.87x10⁹ CFU/mL

Metales tóxicos en polvos de una avenida de alto aforo vehicular de la Ciudad de México

En este estudio se determinó la concentración de metales totales de plomo, cadmio, hierro, zinc y cobre en muestras de polvo recolectadas de la avenida Paseo de la Reforma con diferente intensidad de tráfico. La extracción de metales en polvos se llevó a cabo mediante digestión ácida y los análisis se realizaron por espectroscopia de absorción atómica. Los niveles encontrados siguieron el orden Fe>Pb>Cu>Zn>Cd en todos los sitios de muestreo, los cuales oscilaron entre 64027 a 36734; 239 a 83; 128 a 67; 44 a 18 y 2 a 5 mg/kg respectivamente. Los sitios con mayor presencia de metales tóxicos son la glorieta de San Marín y Cuauhtémoc y la de menor concentración es la glorieta del Ángel de la Independencia. El coeficiente correlación de Spearman, demostró una fuerte asociación entre metales, flujo vehicular y sitios de muestreo, además confirmó la contribución de las fuentes antropogénicas como el flujo vehicular, fugas de aceite, desgaste de piezas metálicas, entre otrasIn this study the concentration of total metals lead, cadmium, iron, zinc and copper in dust samples collected from the Paseo de la Reforma Avenue with different traffic intensity was determined. The metal extraction of powders was carried out by acid digestion whereas analyzes were performed by atomic absorption spectroscopy. The levels found followed Fe> Pb> Cu> Zn> Cd order in all sampling sites, which ranged from 64,027 to 36,734; 239-83; 128-67; 44-18 and 2 to 5 mg/kg respectively. The sites with greater presence of toxic metals are the square of San Marin and Cuauhtémoc and the lowest concentration is the square of the Angel of Independence. The coefficient Spearman correlation showed a strong association between metals, traffic flow and sampling sites, also confirmed the contribution of anthropogenic sources such as traffic flow, oil leaks, wear of metal parts, among others

Efecto de la relación de esbeltez en la cinemática del flujo rotatorio con fronteras rígidas

In this work we analyse the components of the radial velocity (u), azimuthal (v), primary and secondary volumetric flows, (Qp), and (Qs), and the torque coefficient (Cm), all of which are produced inside a closed cylinder which has a rotary lid and the bottom and wraparound surface are static. The results are graphically presented, considering a Reynolds number laminar of 3x104 and for container form factors (height/radius) of 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, and 2.0. Starting from a geometric ratio of 1.0 and comparing it to the rest of form factors, it was observed that the radial velocity component (u) increased its maximum positive value in a 14.02 %; the tangential velocity component kept the same maximum values in all the geometric ratios; the primary volumetric flow increased by 193.25 %; the secondary volumetric flow increased by 236.48 %; and the torque coefficient also increased by 94.41 %. These results imply that in modifying the slenderness ratio of the system, the studied kinematic properties do not follow an homogeneous variation pattern and depending on the concern of each of them, its behaviour should be analysed in detail.En este trabajo se analizan las componentes de velocidad radial (u), azimutal (v), los flujos volumétricos primario (Qp), secundario (Qs) y el coeficiente de par (Cm), que se generan en el interior de un cilindro cerrado que tiene la tapa giratoria y el fondo y envolvente sin movimiento. Los resultados se presentan mediante gráficas en las que se analizan dichas propiedades, para un número de Reynolds de 3x104 y para un factor de forma (alto/radio) del recipiente de 1.0, 1.25, 1.5, 1.75 y 2.0. Tomando como referencia la relación geométrica de 1.0 y comparándolo con los otros factores de forma, se encontró que: la componente de velocidad radial (u) se incrementó en su valor máximo positivo en un rango del 7.24 % al 14.02 %; la componente de velocidad tangencial (v) mantuvo los mismos valores máximos en todas las relaciones geométricas; el flujo volumétrico primario aumentó del 88.34 % al 193.25 %; el flujo volumétrico secundario se incrementó en un rango del 68.92 % al 236.48 %; y el coeficiente de par aumentó de un 16.77 % al 94.41 %. Los resultados anteriores revelan que al modificar la relación de esbeltez del sistema las propiedades cinemáticas estudiadas no siguen un patrón de variación homogéneo y que dependerá del interés que se tenga en alguna de ellas para analizar su comportamiento

Composteo de un suelo contaminado con hidrocarburos fracción pesada con cáscara de naranja y gallinaza como cosustratos

Se estudió el composteo de un suelo contaminado con hidrocarburos fracción pesada (HFP), empleando dos cosustratos, cáscara de naranja y gallinaza. Se caracterizó el suelo, con 11698 mg HFP/kg. El composteo se llevó a cabo durante ocho semanas. Además, en un experimento de bioestimulación, se adicionaron nutrientes inorgánicos para alcanzar la relación C: N: P igual a 100:15:1. Se observó una eficiencia de degradación de HFP de 57.63% para la composta de cáscara de naranja y de 37.53% para la composta de gallinaza. Estas eficiencias no mejoraron en el experimento de bioestimulación. La concentración final alcanzada de 5829.7 mg HFP /kg para la composta con cáscara de naranja superó el límite máximo permisible (6000 kg/kg) para un suelo de uso industrial señalado en la NOM-138- SEMARNAT/SSA1-2012 en un plazo de ocho semanas. Esto coincide con el incremento del conteo bacteriano final de la composta.We studied the composting process of heavy fraction hydrocarbon (HFH) contaminated soil, using two co-substrates, orange peel and chicken manure. Soil was characterized with 11698 mg HFP/kg. It was composted for eight weeks. In addition, in an experiment of biostimulation, inorganic nutrients were added to achieve the C: N: P ratio equal to 100:15:1. A degradation efficiency of 57.63 %of HFP for orange peel compost and 37.53 %s for compost of chicken manure were observed. These efficiencies did not improve in the biostimulation experiment. The final concentration of 5829.7 HFP mg/kg for the orange peel compost exceeded the maximum permissible limit (6000 kg/kg) for a soil for industrial us, indicated in the NOM-138-SEMARNAT/SSA1-2012, in only eight weeks. This coincides with the increase of final bacterial counts of the compost

Análisis de la remoción de colorante en agua, aplicando destilación solar

En este trabajo, se analiza el proceso de destilación solar de agua con los colorantes Rojo 28, Rojo 81, Azul 21, Azul 198 y Negro, para los cuales se realizaron pruebas experimentales, empleando un destilador solar tipo caseta, en el cual se obtuvieron mediciones de temperatura y radiación solar, así mismo se recolectaron muestras de destilado al inicio, a la mitad de la prueba y al finalizar la misma, para analizar pH, turbidez, y absortividad mediante espectrofotometría. Los resultados de laboratorio indican que el pH fue de 5 en promedio para cada prueba, por otra parte, la turbidez se redujo en un 70% alcanzando 0.7 NTU en promedio y finalmente, la concentración de colorante al finalizar las pruebas fue de 1.4x10-3 mol/L, 1.5x10-3 mol/L, 9.3x10-4 mol/L, 7.7x10-4 mol/L y 1x10-3 mol/L para: Rojo 28, Rojo 81, Azul 21, Azul 198 y Negro B5 respectivamente, lo cual indica que la presencia de colorante en cada destilados se removió en un 99%.In this work, the process of solar water distillation is analyzed with the Red 28, Red 81, Blue 21, Blue 198 and Black dyes, for which experimental tests were performed, using a solar still, in which temperature and solar radiation measurements were obtained, likewise, distillate samples were collected at the beginning, at the middle of the test and at the end of the test, to analyze pH, turbidity, and absorptivity by spectrophotometry. The laboratory results indicate that the pH was 5 on average for each test, on the other hand the turbidity was reduced by 70% reaching 0.7 NTU on average and finally the dye concentration at the end of the tests was 1.4x10-3 mol/L, 1.5x10-3 mol/L, 9.3x10-4 mol/L, 7.7x10-4 mol/L and 1x10-3 mol/L for: Red 28, Red 81, Blue 21, Blue 198 and Black B5 respectively, which indicates that the presence of dye in each distillates was removed by 99%

EFECTO DE LA RELACIÓN DE ESBELTEZ EN LA CINEMÁTICA DEL FLUJO ROTATORIO CON FRONTERAS RÍGIDAS

 In this work we analyse the components of the radial velocity (u), azimuthal (v), primary and secondary volumetric flows, (Qp), and (Qs), and the torque coefficient (Cm), all of which are produced inside a closed cylinder which has a rotary lid and the bottom and wraparound surface are static. The results are graphically presented, considering a Reynolds number laminar of 3x104 and for container form factors (height/radius) of 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, and 2.0. Starting from a geometric ratio of 1.0 and comparing it to the rest of form factors, it was observed that the radial velocity component (u) increased its maximum positive value in a 14.02 %; the tangential velocity component kept the same maximum values in all the geometric ratios; the primary volumetric flow increased by 193.25 %; the secondary volumetric flow increased by 236.48 %; and the torque coefficient also increased by 94.41 %. These results imply that in modifying the slenderness ratio of the system, the studied kinematic properties do not follow an homogeneous variation pattern and depending on the concern of each of them, its behaviour should be analysed in detail. Key words: Rotating flow; slenderness ratio; volumetric flow; torque coefficient.En este trabajo se analizan las componentes de velocidad radial (u), azimutal (v), los flujos volumétricos primario (Qp), secundario (Qs) y el coeficiente de par (Cm), que se generan en el interior de un cilindro cerrado que tiene la tapa giratoria y el fondo y envolvente sin movimiento. Los resultados se presentan mediante gráficas en las que se analizan dichas propiedades, en régimen laminar, para un número de Reynolds de 3x104 y para un factor de forma (alto/radio) del recipiente de 1.0, 1.25, 1.5, 1.75 y 2.0. Tomando como referencia la relación geométrica de 1.0 y comparándolo con los otros factores de forma, se encontró que: la componente de velocidad radial (u) se incrementó en su valor máximo positivo en un 14.02 %; la componente de velocidad tangencial (v) mantuvo los mismos valores máximos en todas las relaciones geométricas; el flujo volumétrico primario aumentó en un 193.25 %; el flujo volumétrico secundario se incrementó en un 236.48 %; y el coeficiente de par aumentó en un 94.41 %. Los resultados anteriores revelan que al modificar la relación de esbeltez del sistema las propiedades cinemáticas estudiadas no siguen un patrón de variación homogéneo y que dependerá del interés que se tenga en alguna de ellas para analizar su comportamiento. Palabras claves: Flujo rotatorio; relación de esbeltez; flujo volumétrico; coeficiente de pa

Destilación de alcohol etílico empelando energía solar

En este trabajo, se realiza un análisis del proceso de destilación solar de la mezcla de agua desionozada con alcohol etílico al 70%, se ejecutan 5 pruebas experimentales en un destilador solar aletado, siendo el volumen de 1 L y empleando mezclas de 200/800, 400/600, 600/400, 800/200 y 1000/0 ml de alcohol y agua respectivamente, en las cuales se midió el grado de alcohol con un refractómetro alcanzando 16º, 29º, 48º, 50º y 70º en la mezcla. Durante la experimentación se midieron datos de temperatura, radiación solar, volumen destilado y grado de alcohol. Los resultados arrojaron que en los primeros 30 minutos de destilación el grado de alcohol aumenta entre 10º y 14º posteriormente empieza a disminuir, finalmente en cada prueba experimental se destiló el 80% del volumen inicial.In this work, an analysis of the process of solar distillation desionozada water mixture with ethyl alcohol to 70% is performed, five experimental tests run on a finned solar still, the volume of 1 L and using mixtures of 200/800, 400/600, 600/400, 800/200 and 1000/0 ml of alcohol and water, respectively, in which the degree of alcohol was measured with a refractometer reaching 16º, 29º, 48º, 50º and 70º in the mixture. During the experiment, temperature, solar radiation, distilled volume and alcohol grade data were measured. The result showed that in the first 30 minutes of distillation the degree of alcohol increases between 10º and 14º then begins to decrease; finally, in each experimental test 80% of the initial volume was distilled