Obtenha a distribuição da fração molar do dióxido de carbono que difunde em uma película estagnada de ar seco de de profundidade a e . Essa película está num capilar, o qual contém ácido sulfúrico. O é absorvido instantaneamente ao atingir o líquido. A concentração do na boca do capilar é em mols.
Passo 1
Vamos começar fazendo algumas suposições para facilitar a resolução do exercício, beleza?
A primeira é que estamos trabalhando com regime permanente, , além disso não ocorrem reações químicas, , e também estamos trabalhando com fluxo em uma dimensão apenas, ∇constante.
Agora partiu encontrar a distribuição da fração molar do ! Usando a equação do fluxo global em A, temos:
E sendo constantes, temos:
Se a pressão e a temperatura são constantes, então o coeficiente de difusão, também é! Logo:
Integrando duas vezes, vamos ter o seguinte:
Isolando o , vamos ter:
Passo 2
Agora vamos dar uma olhada nas nossas condições de contorno:
Em
, isso acontece porque A absorvido instantaneamente.
Usando nossas condições de contorno, nossa distribuição de fração molar do dióxido de carbono será dada por:
Conseguimos!!