Práctica para el examen FE Chemical: problemas de práctica y preguntas de examen

Problemas de práctica para el examen Fundamentals of Engineering (FE) Chemical: balances de materia y energía, termodinámica y equilibrio, cinética y diseño de reactores, transmisión de calor y flujo de fluidos.

Practica esta asignatura gratisPracticar esta asignaturaHacer un simulacro de examen5 problemas gratis cada día. Sin tarjeta.

Pack de repaso (PDF)Hojas de fórmulas, pasos de los métodos y problemas de práctica con soluciones completas, listos para imprimir.

Este es material de práctica independiente. ExamProblems no está afiliado ni respaldado por la organización que gestiona este examen, y el nombre del examen se usa solo para describir el contenido.

Temas de esta asignatura

  1. Balance de materiamezcla de dos corrientes · mezcla hasta un objetivo · evaporadorcálculos
  2. Balance de energíacalentar una corriente · intercambiador de calor · intercambiador con pérdidascálculos
  3. Ley de los gases idealesP a partir de n, V, T · a partir de la masa · cambio de estado o densidadcálculos
  4. Estequiometríade masa a masa · reactivo limitante · rendimiento porcentualcálculos
  5. Equilibrio químicoKc a partir de las concentraciones · Tabla ICE · tabla ICE con ecuación de segundo gradocálculos
  6. Calorimetría y entalpíacalentamiento con q = m·c·ΔT · calorímetro · entalpía de formacióncálculos
  7. Cinética químicaprimer orden · conversión y segundo orden · Arrheniuscálculos
  8. Dimensionado de reactores (CSTR y PFR)CSTR de primer orden · PFR de primer orden · conversión a partir del volumencálculos
  9. Intercambiadores de calor (DTML)DTML · área necesaria · diseño completocálculos
  10. Conducción de calormuro simple · muro compuesto · muro con conveccióncálculos
  11. Fricción en tuberías y pérdida de cargaNúmero de Reynolds · pérdida de carga de Darcy–Weisbach · pérdidas localizadas y altura totalcálculos
  12. Bombas y potencia de bombeopotencia hidráulica · rendimiento de la bomba · altura del sistema y potenciacálculos

Consejos para el examen de Práctica para el examen FE Chemical

  • Elige una base de cálculo y dibuja el diagrama de flujo antes de escribir los balances.
  • En reactores de primer orden, recuerda que un PFR siempre necesita menos volumen que un CSTR para la misma conversión.
  • Fíjate en si ΔT es una diferencia (K o °C) o una temperatura absoluta (K).

Ejemplos resueltos

Balance de materiaFácil
MezcladorCorriente 1300 kg/h · 30% salCorriente 2250 kg/h · 40% salCorriente 3x₃ = ? %

Se mezclan dos disoluciones de sal en estado estacionario. Halla la fracción másica de sal en la salida x3.

ṁ1 = 300 kg/hx1 = 30 %ṁ2 = 250 kg/hx2 = 40 %

Calcula x3 (%)

Mostrar pistas
  1. En estado estacionario, lo que entra sale: escribe un balance total y uno del componente disuelto.
  2. Total: ṁ₁ + ṁ₂ = ṁ₃. Componente: ṁ₁x₁ + ṁ₂x₂ = ṁ₃x₃.
  3. ṁ3 = 550 kg/h.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Balance de materia en estado estacionario: entrada = salida, para la masa total y por separado para cada componente (sin reacción).

Balance total

ṁ3 = ṁ1 + ṁ2 = 300 + 250 = 550 kg/h

Balance de Sal

ṁ1x1 + ṁ2x2 = ṁ3x3
x3 = (300·30 + 250·40)/550 = 34,55 %

Respuesta

x3 = 34,55 %
Balance de energíaMedia
lado calientelado fríomezcla de glicol · 150 °C120 °Cagua · 15 °Ct = ? °C

mezcla de glicol caliente enfría agua en un intercambiador a contracorriente sin pérdidas de calor. Halla la temperatura de salida del agua tout.

ṁh = 1 kg/scp,h = 3,6 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C

Calcula tout (°C)

Mostrar pistas
  1. El calor que pierde la corriente caliente es igual al que gana la fría.
  2. Halla primero Q en el lado caliente, ya que conoces sus dos temperaturas.
  3. Q = 108 kW.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Balance de energía del intercambiador: sin pérdidas, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).

Calor cedido por la corriente caliente

Q = 1·3,6·(150 − 120) = 108 kW

Calor que recibe el agua

tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 108/(1·4,18) = 40,84 °C

Respuesta

tout = 40,84 °C

Cómo funciona la práctica

  • «Practicar esta asignatura» mezcla problemas de todos sus temas, como en un examen real.
  • Cada problema tiene valores nuevos, así aprendes el método y no una respuesta.
  • ¿Te has atascado? Abre primero una pista pequeña y la explicación completa solo cuando la necesites.
  • Los simulacros de examen son cronometrados y no tienen pistas; al final recibes tu nota y una revisión completa.

Calculadoras para esta asignatura

Calculadora de conducción de calorCalculadora de la ley de los gases idealesCalculadora de pérdida de carga en tuberías (Darcy–Weisbach)Calculadora de potencia de bombasCalculadora de volumen de CSTR y PFRCalculadora del número de ReynoldsCalculadora de la LMTD (diferencia de temperatura media logarítmica)Calculadora de calor específico (q = mcΔT)Calculadora del rendimiento porcentualCalculadora de estequiometría (de gramos a gramos y reactivo limitante)Calculadora de masa molarCalculadora de la ley combinada de los gases (Boyle, Charles y Gay-Lussac)Calculadora de fórmula empírica (y fórmula molecular)

Asignaturas relacionadas

Química generalBalances de materia y energíaIngeniería de la reacción químicaPráctica para el examen FE MechanicalTermodinámica IMecánica de fluidosTransmisión de calorIngeniería hidráulica
Practica esta asignatura gratisPracticar esta asignaturaHacer un simulacro de examen5 problemas gratis cada día. Sin tarjeta.