Ciencias básicas de la ingeniería: matemáticas, física y química
El dominio de ciencias básicas evalúa tu capacidad para aplicar matemáticas, física y química a problemas de ingeniería química: conversión de unidades, estequiometría, gases, equilibrio y cálculo. No basta recordar fórmulas; el examen pide elegir el modelo correcto y justificar el resultado.
Núcleo conceptual
- Matemáticas: sistemas de ecuaciones lineales, matrices, derivadas para optimización, integrales para acumulación y áreas.
- Física: análisis dimensional, conservación de masa y energía, dinámica, electricidad básica.
- Química: balance de átomos y carga, reactivo limitante, gases ideales, pH, solubilidad y electroquímica.
Ejemplo resuelto
Para la síntesis de amoniaco, N2 + 3H2 → 2NH3, se alimentan 10 mol de N2 y 24 mol de H2. La relación estequiométrica requiere 30 mol de H2 para 10 mol de N2, así que el H2 es limitante. El NH3 máximo es 24 mol H2 × (2 mol NH3 / 3 mol H2) = 16 mol. Se consumen 8 mol de N2 y quedan 2 mol de N2; el N2 está en exceso. Observa que el limitante no se elige por el menor número de moles, sino por la relación molar dividida entre el coeficiente estequiométrico.
Errores que cuestan puntos
- Usar presión manométrica donde la ley exige presión absoluta.
- Dejar temperaturas en °C en ecuaciones de gases o Arrhenius.
- Redondear antes del cálculo final o mezclar unidades de masa y moles.
- Aplicar una ecuación de equilibrio sin comprobar supuestos de idealidad.
Los reactivos y las unidades deben verificarse al inicio; un error de conversión invalida todo el desarrollo.