1. Considere uma parede plana sólida (meio B) de
área de 1 m², espessura de 5 cm e densidade de
8800 kg/m³. A parede é submetida, de ambos os
lados, a diferentes concentrações da espécie A,
para o qual é permeável. As superfícies de
contorno em x = 0 e x = L estão localizadas
dentro do solido, adjacentes às interfaces, e as
frações mássicas são mantidas à 60% e 0,
respectivamente. Qual a taxa de transferência
de massa e a resistência difusiva através da
parede, considerando regime permanente e
unidimensional.
Dado: Dab = 1,0 x 10-12 m2/s
3. Calcule o fluxo molar da amônia gasosa,
sabendo que ela difunde em um capilar de 10
cm de comprimento que une dois reservatórios
contendo nitrogênio. O sistema está a 25°C e 1
atm. A pressão parcial da amônia em um dos
reservatórios é 90 mmHg e no outro 10 mmHg.
Considere o sistema em Contradifusão
equimolar e o coeficiente de difusão da amônia
no nitrogênio igual a 0,249 cm²/s.
Dados: R = 82,05 cm³.atm/(mol.K)
Na,z
2. Gás hidrogênio pressurizado é armazenado a
358 K em um recipiente esférico de 4,8 m de
diâmetro externo feito de níquel. A casca do
recipiente tem 6 cm de espessura. A
concentração molar do hidrogênio no níquel na
superficie interna é 0,087 kmol/m³ e na
superfície externa é insignificante. Determine a
vazão mássica de hidrogênio por difusão
através do recipiente de níquel.
Dado: Dab = 1,2 x10-12 m2/s
Na,z
4. Um capilar de 30 cm de altura contém 2 c de
etanol. Calcule o tempo necessário para que o
nível do álcool decresça em 0,02 cm,
considerando que o capilar esteja preenchido
por ar seco e estagnado a 1 atm e 25 °C.
Suponha que o vapor de etanol é totalmente
arrastado no topo do capilar. Nessas condições,
são conhecidos as propriedades do etanol:
5. Uma partícula de catalisador é suspensa em
uma corrente gasosa, formada por uma mistura
de A e B mantida em uma concentração
constante
. O núcleo as partícula é não
porosa e recoberto com um catalisador, como
mostrado na figura a abaixo. Uma camada
altamente porosa, com uma fração de vazios
igual a 0.6, envolve o revestimento do
catalisador. Esse revestimento catalisa a reação
heterogênea
, sendo
a constante de
taxa de reação na superficie. Considere uma
partícula esférica, em que
representa a
posição radial do revestimento do catalisador e
representa o raio externo da camada
porosa. Na superficie catalítica da partícula, a
concentração da espécie A é
e a taxa de
reação da espécie A na superficie do catalisador
é descrita por |
, com o sinal
negativo indicando que o fluxo de A é oposto à
direção de aumento de r.
Descreva equações para prever o fluxo da
espécie A na superfície do catalisador e então
compare o fluxo para uma reação conduzida a
300°C e 1 atm, com
,
e 50% em mol de A mantido na
fase gasosa.