📚✨BALANCES DE MATERIA: Ley de la CONSERVACIÓN de la MATERIA🚀🌎
Summary
TLDREste video educativo aborda el tema del balance de materia y energía, explorando la definición de la materia y su importancia en la realidad material objetiva. Se detalla la ley de conservación de la materia, la clasificación de procesos químicos, y la ecuación general del balance. Se discuten los conceptos fundamentales de sistema, flujos de entrada y salida, y los distintos tipos de procesos (intermitentes, continuos y semi-intermitentes). El balance de materia y energía es crucial para el diseño de equipos, evaluación económica y comparación de eficiencia en procesos industriales, siendo esencial para la ingeniería química.
Takeaways
- 📚 La materia es todo lo que ocupa espacio y puede ser percibido de manera objetiva por diversos sujetos.
- 🔬 La ley de la conservación de la materia establece que la masa o energía en un sistema aislado no se crea ni se destruye.
- 🌡️ Los estados de agregación de la materia incluyen sólidos, líquidos y gases, y hay otros estados además.
- ⚙️ El balance de materia y energía es una herramienta fundamental para la determinación cualitativa y cuantitativa de los requerimientos de materiales y energía en procesos industriales.
- 🏭 Los procesos industriales pueden ser intermitentes, continuos o semi-continuos, dependiendo de si la masa cruza las fronteras del sistema en un intervalo de tiempo.
- 🔄 Un régimen estacionario o estado permanente es aquel en el cual las variables del proceso no cambian con el tiempo.
- ⚖️ La ecuación general del balance de materia para un sistema abierto y no reaccionante es que las entradas al sistema son iguales a las salidas.
- 📈 Los balances de materia y energía son cruciales para el diseño de equipos, comparación de condiciones de funcionamiento, expansión de información y evaluación económica de procesos.
- 💰 Estos balances también son importantes para calcular el costo de los aparatos y para entender la eficiencia de los procesos industriales.
- 🔍 Los balances de materia y energía ayudan a corroborar la calibración de instrumentos y a localizar fuentes de pérdidas de materiales.
- ✅ Es fundamental realizar balances de materia y energía ya que son la base de los procesos unitarios y proporcionan información valiosa para su diseño y análisis.
Q & A
¿Qué es la materia y cómo se define en física y filosofía?
-La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. En física, se refiere a los constituyentes de la realidad material objetiva, es decir, lo que puede ser percibido de la misma forma por diversos sujetos y forma la parte sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos.
¿Cuál es la ley de la conservación de la materia?
-La ley de la conservación de la materia establece que la masa o la energía no se crean ni se destruyen. La masa o la energía de un sistema aislado es constante.
¿Cuáles son los diferentes estados de agregación de la materia que se mencionan en el script?
-Se mencionan los estados sólidos, líquidos y gaseosos. Además, se indica que existen otros estados de agregación de la materia.
¿Qué son los procesos intermitentes y cómo se relacionan con la industria alimenticia?
-Los procesos intermitentes son aquellos en los que la masa no cruza las fronteras del sistema en el intervalo de tiempo de interés. En la industria alimenticia, se manejan mucho para la fabricación de productos como los jugos, donde se agregan lotes para procesar y luego se detiene el proceso antes de reiniciar.
¿Cómo se define un sistema en el contexto del balance de materia y energía?
-Un sistema es una parte del universo que está siendo considerada para su estudio específico. Puede ser cualquier porción arbitraria o la totalidad de una operación o proceso establecido para su análisis. La frontera del sistema es la parte que se está considerando para el estudio.
¿Cuáles son los tipos de procesos que se pueden gestionar en un sistema?
-Los tipos de procesos que se pueden gestionar son intermitentes, continuos y semiintermitentes o semicontinuos.
¿Qué es el régimen permanente o estado estacionario en un proceso?
-El régimen permanente o estado estacionario es cuando los valores de las variables en el proceso, como temperaturas, presiones y volúmenes, no cambian con el tiempo excepto posibles fluctuaciones menores.
¿Cómo se expresa la ecuación general del balance de materia para un sistema no reaccionante y en régimen estacionario?
-Para un sistema no reaccionante y en régimen estacionario, las entradas al sistema más la generación dentro del sistema menos el consumo dentro del sistema menos las salidas del sistema equivalen a la acumulación. Si el sistema es abierto y no hay reacción química, las entradas son iguales a las salidas.
¿Cómo se pueden medir los flujos básicos en un sistema?
-Los flujos básicos se pueden expresar en términos de kilogramo por minuto, libras por segundo, toneladas por día, etc. También se pueden considerar en términos de flujos molares con las mismas unidades de medida.
¿Por qué son importantes los balances de materia y energía en la ingeniería química?
-Los balances de materia y energía son importantes porque son fundamentales para el diseño de equipos y plantas, ayudan a comparar condiciones de funcionamiento, a ampliar la información de una planta instrumentada, a corroborar la calibración de instrumentos, a localizar fuentes de pérdidas de materiales, y a realizar evaluaciones económicas de procesos existentes o en proyecto.
¿Cuál es la importancia de los balances de materia y energía en el diseño de procesos unitarios?
-Los balances de materia y energía son el pilar de los procesos unitarios ya que proporcionan información crucial sobre la eficiencia de los procesos, lo que es esencial para el diseño y cálculo del costo de los aparatos empleados en estos procesos.
Outlines
📚 Introducción a la Materia y Balance de Materia y Energía
Este primer párrafo introduce el tema del video, que es el estudio de la materia y la ecuación general del balance de materia y energía. Se define la materia como todo lo que ocupa espacio y se discute su importancia en física y filosofía. Se menciona la ley de conservación de la materia y se habla de los procesos químicos, la clasificación de estos y la importancia de entender la constitución y la estructura de los materiales. Además, se introduce el concepto de sistema y cómo se aplican los flujos de entrada y salida en el análisis de procesos industriales.
🔍 Análisis del Balance de Materia y Energía en Procesos Industriales
El segundo párrafo se enfoca en el análisis del balance de materia y energía en procesos industriales. Se describen los diferentes tipos de procesos: intermitentes, continuos y semi-continuos, dándole ejemplos de cada uno. Se habla sobre el régimen permanente o estado estacionario, donde las variables del proceso no cambian con el tiempo. Se presenta la ecuación general del balance de materia y se explica cómo se aplica en sistemas abiertos y cerrados. Además, se destaca la importancia de los balances de materia y energía en el diseño de equipos, la comparación de condiciones de funcionamiento, la expansión de información limitada y la evaluación económica de procesos existentes o en proyecto.
Mindmap
Keywords
💡Materia
💡Ecuación General del Balance de Materia y Energía
💡Conservación de la Materia
💡Procesos Químicos
💡Estados de Agregación
💡Fisión y Condensación
💡Sistema
💡Procesos Intermitentes, Continuos y Semi-Intermitentes
💡Estado Estacionario
💡Regímenes No Permanentes
💡Balance de Materia y Energía
Highlights
La materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y puede ser percibido de la misma forma por diversos sujetos.
La ley de la conservación de la materia establece que la masa o energía en un sistema aislado es constante.
La materia puede estar en estados como sólido, líquido y gas, además de otros estados de agregación.
Los procesos de fisión y condensación nuclear invalidan temporalmente las leyes de conservación de la materia y energía.
El balance de materia y energía es una determinación cualitativa y cuantitativa de los requerimientos en procesos químicos industriales.
Un sistema es una parte del universo considerada para su estudio específico y puede ser una porción arbitraria o la totalidad de una operación o proceso.
Existen flujos de entrada y salida en el sistema, que son fundamentales para su análisis.
Los procesos pueden ser clasificados como intermitentes, continuos y semi-continuos según su naturaleza y manejo en la industria.
La ecuación general del balance de materia considera entradas, generación, consumo y salidas del sistema.
Para un sistema no reaccionante y en régimen estacionario, las entradas al sistema son iguales a las salidas.
Los flujos básicos se expresan en unidades de masa o moles por unidad de tiempo.
Todas las entradas de masa o moles en un sistema abierto sin reacción química deben salir del mismo.
Los balances de materia y energía son cruciales para el diseño de equipos y plantas, comparación de condiciones de funcionamiento y diseño.
Los balances de materia y energía ayudan a ampliar la información de una planta instrumentada y a corroborar la calibración de instrumentos.
Son importantes para la evaluación económica de procesos existentes o en proyecto y para el diseño de términos de aparatos.
Los balances proporcionan información sobre la eficiencia de los procesos y son fundamentales en los procesos unitarios.
Transcripts
[Música]
hola queridos estudiantes cómo están en
esta ocasión vamos a revisar el tema de
materia y la ecuación general del
balance de materia y energía
comencemos antes que nada tenemos que
saber que es materia la materia como
bien sabemos es todo aquello que ocupa
un lugar en el espacio tanto en física y
en filosofía la materia es el término
para referirse a los constituyentes de
la realidad material objetiva
entendiendo por objetiva que puede ser
percibida de la misma forma por diversas
sujetos se considera que es lo que forma
la parte sensible de los objetos
perceptibles o detectables por medios
físicos es decir es todo aquello que
ocupa un sitio en el espacio se puede
tocar se puede medir se puede hacer
diferentes tipos de cosas con la materia
entonces tenemos los siguientes
nosotros en este curso vamos a revisar
la ley de la conservación de la materia
la clasificación de los procesos
químicos y la ecuación general del
balance de materia y energía estos son
temas importantes que vamos a considerar
tanto para este para esta materia como
para las diferentes materias que
continúan para lo que es ingeniería
química
entonces las propiedades y el
comportamiento de un material son
consecuencia de su constitución y su
estructura nosotros vamos a considerar
esto como parte fundamental de la
materia la constitución está formada por
por las partículas elementales tanto de
átomos y moléculas así como el modo de
estar unidos llamados los enlaces la
estructura de un material se define como
las diversas formas que pueden tomar los
cristales en los procesos industriales
nadal es de la conservación de la
materia nos habla de que la masa o la
energía no se crea ni se destruye la
masa o la energía de un sistema aislado
es
constante nosotros conocemos a la
materia como los estados sólidos líquido
y gas además de que existen otros
estados de agregación de la materia
hay que tomar nota en cuanto a los
procesos de fisión y condensación
nuclear se invalidan las dos leyes
anteriores por separado pero en procesos
industriales y ordinarios se aceptan
como rigurosas hay que considerar esto
el balance de materia en energía es la
determinación cualitativa y cuantitativa
de los requerimientos de materiales y
energía involucrados en un proceso
químico industrial entonces los balances
de materia de energía vamos a
considerarlos para prácticamente todos
los procesos y son parte fundamental e
importante para todos los procesos y
para su análisis correspondiente
tenemos que considerar también los
siguientes conceptos básicos que es un
sistema yo le hemos manejado este
término en la materia de termodinámica
este sistema es una parte del universo
que está siendo considerada para su
estudio específico o cualquier porción
arbitraria o la totalidad de una
operación o proceso establecido para su
análisis entonces es esa referencia es
ese todo que estamos considerando la
frontera del sistema se considera a una
porción o total de un proceso u
operación seleccionada tenemos la así el
siguiente esquema tenemos flujos de
entrada al sistema el sistema es todo
ese proceso entonces puede ser ese
conjunto de procesos o puede ser
solamente un proceso depende de nosotros
qué sistema estemos evaluando entonces
para este sistema tenemos flujos de
salida la frontera del sistema es toda
esa parte tanto imaginaria o real que
estamos considerando para el sistema es
todo lo que está a sus orillas tenemos
también clasificación de procesos para
éstas
gestión de procesos vamos a llamar el
sistema o proceso los siguientes tenemos
procesos intermitentes continuos y semi
intermitentes o también llamado semi
continuo para los intermitentes tenemos
que la masa no cruza las fronteras del
sistema en el intervalo de tiempo de
interés aquí por ejemplo consideramos a
un reactor bache por ejemplo pues una
lata de refresco sin destapar un sistema
un radiador de automóvil entonces
intermitente por qué porque estamos
agregando se procesa algo y
posteriormente se detiene el proceso se
retira y se vuelve a iniciar con ese
proceso generalmente esto lo manejan
mucho en la industria alimenticia por
ejemplo para la fabricación de jugos
entonces lo que ustedes se habrán dado
cuenta que en los productos viene un
lote escrito en el envase del producto
entonces es corresponde a que son
diferentes lotes y pues sus procesos son
intermitentes
a los procesos continuos tenemos que en
este tipo entran y salen materiales del
sistema durante un intervalo del tiempo
considerado aquí por ejemplo existe un
horno de gas doméstico durante un
horneado de pastel el evaporador al que
se alimenta una salmuera diluida y se
retira vapor de agua y solución
concentrada y principalmente para los
procesos semi intermitentes o semi
continuos en este tipo se consideran
sistemas internos intentes ni continuos
aquí por ejemplo tenemos cómo dejar que
se escape un gas a un recipiente
presurizado o un tinaco de aguas
descargados entonces tienen la facultad
de ser y en tanto intermitentes como
continuos y no una mezcla de ambos
también hay que considerar que el
régimen permanente o estado estacionario
es cuando los valores de las variables
en el proceso tanto temperaturas
presiones volúmenes gastos no cambian
con el tiempo excepto posibles
fluctuaciones menores pero digo al final
éstas no los vamos a considerar como tal
sino que vamos a estar trabajando con
nuestros
es permanente también existen regímenes
no permanentes o no estacionarios aquí
por ejemplo si alguna de las variables
del proceso cambia con respecto al
tiempo nosotros nos vamos a enfocar en
el texto prácticamente de color rojo en
los cuales no hay variación sino que
prácticamente se mantiene permanente
tenemos la siguiente que sería la
ecuación general del balance de materia
aquí por ejemplo en la ecuación general
correr corresponde de la siguiente
manera tenemos entradas al sistema más
la generación dentro del sistema menos
el consumo dentro del sistema menos las
salidas del sistema y esto va a ser
igual a la acumulación entonces para el
caso de un sistema no reaccionan t no se
lleva a cabo reacción química tenemos lo
siguiente que las entradas al sistema
menos las salidas del sistema van a ser
iguales a la acumulación dentro del
mismo
si el sistema es abierto pero no hay
reacción química y además se encuentra
en régimen estacionario tenemos que las
entradas van a ser igual a las salidas
entonces para la primera parte del curso
vamos a considerar ésta como principal
entonces para el caso del balance en un
sistema abierto en el que tenemos
entradas al sistema van a ser iguales a
las salidas del sistema tanto los flujos
básicos los podremos expresar en
términos de kilogramo por minuto libras
por segundo donde la toneladas por día
etcétera
los flujos molares vamos a poder
considerarlos también en términos de
kilos por minuto libramos el segundo
donde el amor por día etcétera entonces
podemos tener una mezcolanza de este
tipo de flujos tanto de mágicos como de
molares y sabemos que pues corresponde a
un gasto que está dado tanto en unidades
de masa por unidad de tiempo o unidades
de mol por unidad de tiempo
entonces las entradas de masa o moles al
sistema no reaccionan te va a ser igual
salidas masa o moles del sistema no
reaccionando entonces todo lo que entra
en un sistema debe de salir así es como
nosotros vamos a considerar esta parte
fundamental de la ecuación del balance
de materia también hay que considerar
que todos los balances eso son muy
importantes y los balances de materia de
energía son una contabilidad de entradas
y salidas de materiales y energía de un
proceso o parte de este los balances de
materia energía son de gran importancia
en el diseño de equipos y plantas
también también nos ayudan a comparar
condiciones de funcionamiento contra
condiciones de diseño también ampliación
de escasa información de una planta
instrumentada corroboran también la
calibración de los instrumentos y
localizan fuentes de pérdidas de
materiales evaluación económica de los
procesos existentes o en proyecto además
de que estos balances son importantes
para el diseño del término de aparatos
que se emplean
para calcular también el costo de estos
aparatos necesitamos considerar los que
ya que proporcionan demasiada
información sobre la eficiencia de los
procesos por eso es que tenemos que
realizar balances de materia energía
porque son la parte fundamental y
prácticamente el pilar de los procesos
unitarios entonces hasta que acabamos
este vídeo si tienen dudas preguntas
comentarios por favor déjenlo
en la caja de los comentarios nos vemos
en los próximos vídeos espero te haya
gustado
d
para esto
[Música]
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