ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

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1 ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA EXAMEN DE COMPETENCIAS ESPECÍFICAS MITAD DE CARRERA PERÍODO 2016-A 1. Un bloque se mueve sobre una superficie lisa con velocidad constante. Repentinamente la superficie se vuelve rugosa con un coeficiente de fricción µ, lo cual hace que el bloque se detenga después de recorrer una distancia d. Cuando la velocidad del bloque se duplica ( ), recorre una distancia D sobre la superficie rugosa antes de detenerse. La relación D/d es: liso rugoso a. 4 b. 2 c. 1 d. 0,5 2. El rango intercuartil es: a. La diferencia entre el valor más alto y más bajo del conjunto de observaciones b. La diferencia entre el 75% y el 25% de los datos c. El punto fractil o debajo del cual cae una determinada proporción de valores d. Qué tan lejos de la mediana se debe ir en cualquiera de las dos direcciones antes de recorrer el 0,5 del total de datos. 3. La solución general, para la ecuación diferencial es: ( son constantes reales). a. b. c. d. 4. La expresión para la constante de equilibrio para la reacción enzimáticamente catalizada indicada en el esquema, es: 5. Si R 1 y R 2 son las resistencias de focos de 100 W y 200 W respectivamente diseñados para operar con el mismo voltaje, entonces: a. R 1 = R 2 b. R 2 = 2R 1 c. R 2 = 4R 1 d.r 1 = 4R 2 6. La configuración absoluta de C2 y C3 en el siguiente compuesto es: a. 2R, 3S b. 2S, 3R c. 2S,3S d. 2R,3R

2 7. El reactivo de Fehling es NEGATIVO para: a. Fructosa b. Glucosa c. Maltosa d. Sacarosa 8. La energía interna de un gas ideal responde a la siguiente ecuación: U = 3,5PV + k. donde k es una constante. El gas se expande de un volumen inicial de 0,25 m 3 a 0,86 m 3. Se sabe que PV 1/3 es constante. Si la presión inicial del gas es 5 Nm -2, el cambio de energía interna en Joules (J) está entre: a. -1,38-1,33 b. 1,38 1,33 c. -2,38-2,33 d. 2,38 2,33 9. Si a 950 ml de H 2 O se añaden 50 ml de HCl 0,02 M, el ph de la solución final será: a. 1,7 b. 3 c. 5,6 d La siguiente tabla provee información sobre 4 proteínas. PESO MOLECULAR PROTEÍNA (Da) Punto isoeléctrico P ,4 Q ,5 R ,9 S ,5 El orden de elución en una cromatografía de exclusión molecular será: a. Q P R S b. Q S P R c. R P Q S d. S Q P R 11. El producto mayoritario de la reacción indicada en la figura: 12. La entalpía molar de vaporización de un líquido (punto de ebullición normal = 78,3 ºC) es 39 kj mol -1. Se requiere que el líquido llegue a la ebullición a 25 ºC, entonces la presión (medida en Torr) debe ser: (Dado: R = 8,314 J K -1 mol -1 ; 1 atm = 760 Torr) a. 69, 9 b. 700 c. 25,2 d El máximo valor de la función es: a. 1 b. 0 c. -1 d A tres sistemas cerrados idénticos de un gas puro se les lleva de un estado inicial (T 1, P 1 ) a un estado final (T 2, P 2 ), por diferentes vías. Cuál de las siguientes afirmaciones SIEMPRE es verdadera para los 3 sistemas? a. U, S, Q son los mismos b. W, U, G son los mismos c. S, W, Q son los mismos d. G, U, S son los mismos

3 Columna de destilación Purificador 15. Para una reacción de craqueo en fase gaseosa A B + C a 300 ºC, la energía libre de Gibbs de la reacción a esta temperatura es: Gº = J/mol. La presión en la fase gaseosa es de 1 atm. Se puede asumir un gas ideal. Si R = 8,314 J/mol K. En el equilibrio la fracción molar de A que se convierte es: a. 0,80 b. 0,64 c. 0,50 d. 0, Una reacción enzimáticamente catalizada, que sigue el modelo de Michaeles-Menten, se lleva a cabo con una concentración de sustrato S igual a 4K m. A qué porcentaje de la Velocidad máxima corresponde la velocidad inicial? a. 10 b. 50 c. 80 d El organelo que tiene como principal función la producción de energía mediante el consumo de oxígeno es: a. Mitocondria b. Aparato de Golgi c. Retículo endoplasmático d. Vacuola 18. Se mezclan adiabáticamente, 600 kg de vapor saturado a 1 atm (entalpía 2675,4 kj/kg) con vapor sobrecalentado a 450 ºC y 1 atm (entalpía 3382,4 kj/kg). El producto es vapor sobrecalentado a 350 ºC y 1 atm (entalpía 3175,6 kj/kg). El flujo másico del producto es: a. 711 kg/h b kg/h c kg/h d kg/h 19. Se combustionan 44 kg de C 3 H 8 con 1160 kg de aire (peso molecular 29) para producir 88 kg de CO 2 y 14 kg de CO C 3 H 8 + 5O 2 3CO H 2 O El porcentaje de exceso de aire empleado, y el porcentaje de carbón quemado es: a. 55 y 63,3 b. 60 y 83,3 c. 65 y 73,3 d. 68 y 93,3 20. En la figura se presenta un diagrama simplificado de la producción de etanol a partir de etileno. La conversión de etileno en el reactor es del 30%. En el purificador se logra una separación completa de etileno (como corriente superior) y etanol y agua como fondos. La última columna de destilación permite obtener una producto final etanol-agua (90% mol de etanol), y agua como residuo. La relación de reciclo a purga es 34. reciclo purga PRODUCTO C 2H 4 H 2O Reactor agua La reacción es: C 2 H 4 (g) + H 2 O(g) C 2 H 5 OH(g) Para 500 mol/h de producto final, el flujo de reciclo en mol/h es: a. 30 b. 420 c d. 1500

4 21. Una muestra de 1 g de un mineral de hierro se disuelve en ácido. Posteriormente, el hierro se reduce a Fe 2+ y se titula con 58,27 ml de KMnO M (factor f = 1,121). El porcentaje de hierro en la muestra original es: (se sabe que peso molecular del Fe es 55,85 g/mol). a. 7,29 b. 32,54 c. 6,5 d. 36, Se requieren humectar M kg de arena que tienen una humedad del 9,8% en base húmeda. Para lo cual se acondiciona con 75 kg de agua por 24 horas. Finalizado el proceso, se determina la humedad, para lo cual se toma una muestra de 25 g de arena acondicionada y se coloca en un crisol tarado (peso de crisol vacío 1,34 g), se introduce en una estufa a 125 ºC hasta lograr peso constante. El peso final del crisol y la arena es de 21,84 g. El valor de M es: a b. 750 c. 230 d Se remueve Benceno de una corriente de aire mediante absorción en un aceite no volátil que fluye en una columna de absorción a 100 kpa en contracorriente. El flujo del aire es 100 mol/min e incluye 2 mol/min de benceno. El flujo del aceite no volátil es 50 mol/min. La presión de vapor del benceno en las condiciones de la columna es de 50 kpa. El benceno forma una solución ideal con el aceite no volátil y la columna opera en estado estacionario. Se puede asumir que el aire se comporta como un gas ideal. Se consideran despreciables los cambios en los flujos molares de las fases líquida y gaseosa en la columna. Para este proceso, el valor del factor de absorción está entre: a. 0,095 0,105 b. 0,95 1,05 c. 9,5 10,5 d. 0,0095 0, La afirmación INCORRECTA sobre la relevancia de los números adimensionales en los fenómenos de transporte es: a. El número de Reynolds es relevante para la convección forzada y el número de Grashof es relevante para la convección natural b. El número de Prandtl es relevante en la transferencia de calor y el número de Schmidt es relevante en la transferencia de masa c. El número de Prandtl es relevante para la transferencia de calor y el número de Biot es relevante en la transferencia de masa d. El número de Nusselt es relevante en la transferencia de calor y el número de Sherwood es relevante en la transferencia de masa. 25. Se abre un agujero de 1 cm 2 de área en la superficie de una cavidad esférica cuya temperatura interna se mantiene a 727 ºC. La constante de Stefan-Boltzman es 5,67x10-8 W/(m 2 K 4 ). Si se asume radiación de un cuerpo negro, la tasa a la cual la energía es emitida (en W) por la cavidad a través del agujero es aproximadamente: a. 2,1 b. 7,9 c. 5,7 d. 3,4 26. Una caja tiene diez focos, dos de los cuales están defectuosos. Se sacan dos focos de la caja uno después del otro, sin regresarlos a la caja. La probabilidad de que los dos focos NO sean defectuosos es:

5 27. Se emplea una columna que opera en cascada en contracorriente compuesta por N etapas ideales para tratar una corriente de alimentación que tiene un flujo molar E. La corriente de alimentación contiene un soluto el cual va a ser recuperado mediante un solvente puro que tiene un flujo molar S. El solvente se divide equitativamente en cada una de las N etapas. La curva de equilibrio lineal que relaciona la fracción molar de x y de y * para el soluto en el refinado y en el extracto respectivamente, está dada por la ecuación: y * = mx. Asuma condiciones de dilución. La razón de la fracción molar del soluto en la corriente de alimentación sobre la fracción molar del soluto en la corriente de salida del refinado (x 0 /x N ) está dada por: a. b. c. d. 28. El perfil de temperatura para la transferencia de calor de un fluido a otro separados por una pared es: a b c d 29. En la figura se indica una tubería reducida por la que se transporta agua. La presión p y la velocidad V son uniformes a través de las secciones 1 y 2. Si la pérdida total de cabeza debido a la fricción es justo igual a la diferencia de alturas entre la entrada y la salida, entonces V 2 en m/s será: a. 2 b. 4 c. 6 d. 8

6 30. En la figura se muestra agua que fluye a través de una tubería. La diferencia de presión entre el punto P y Q medida con un manómetro de agua sobre mercurio es: