Considere a transferência de massa unidimensional para uma mistura de oxigenio e dioxido de carbono a 294 K e uma pressão total de 1,519 x
. Designar o gas oxigenio como A e o dioxido de carbono como B. A partir das condições:
e
, calcule:
h)
e
h)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de transferência de massa para uma mistura de gases. A gente tem uma mistura de oxigênio (A) e dióxido de carbono (B) a 294 K e pressão total de
Pa. Precisamos calcular os fluxos molares
,
e a soma deles, todos em
.
Para isso, vamos usar a teoria dos gases ideais e a definição de fluxo molar. Vamos precisar das seguintes fórmulas:
- Lei dos Gases Ideais:
- Fluxo Molar:
Onde:
-
é a pressão total, -
é a constante dos gases, -
é a temperatura, -
é a fração molar do componente , -
é a velocidade do componente .
Passo 2
Primeiro, vamos identificar todos os valores que já temos:
- Pressão total,
Pa - Temperatura,
K - Constante dos gases,
J/(mol·K) - Fração molar de A,
- Velocidade de A,
m/s - Velocidade de B,
m/s
Passo 3
Vamos calcular o fluxo molar para o oxigênio (A) usando a fórmula do fluxo molar:
Substituindo os valores:
Passo 4
Fazendo as contas:
Primeiro, calculamos o denominador:
Agora, substituímos:
Passo 5
Agora, vamos calcular o fluxo molar para o dióxido de carbono (B) usando a mesma fórmula:
Primeiro, precisamos encontrar a fração molar de B,
. Como
:
Substituindo na fórmula:
Passo 6
Por fim, somamos os fluxos molares de A e B:
Resposta
Os fluxos molares são:
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Liste as suposições simplificadoras.
Considere a transferência de massa unidimensional para uma mistura de oxigenio e dioxido de carbono a 294 K e uma pressão total de 1,519 x
. Designar o gas oxigenio como A e o dioxido de carbono como B. A partir das condições:
e
, calcule:
i) e
em
i)
A difusividade do tetracloreto de carbono,
, atraves do oxigenio,
, foi derterminada pela célula de evaporação de Arnold no estado estacionário. A célula tem uma seção tranversal de área de
, foi operada a 273 K e 755 mmHg de pressão. O comprimento médio do caminho de difusão foi de
.
a. Se de
foi evaporado em 10 h para a operação no estado estacionário, qual o valor da difusividade de
através de
?
a. Se
Exercícios sobre o Escoamento de fluidos newtonianos em tubos
Para o escoamento de fluidos newtonianos em tubos, explicar como a rugosidade relativa e o número de Reynolds influenciam no fator de atrito para os escoamentos laminar e turbulento. Mostrar que a perda de carga distribuida é diretamente proporcional à vazão, no caso de escoamento laminar e, diretamente proporcional ao quadrado da vazão, no caso de escoamento turbulento a elevados Reynolds.
Para o escoamento de fluidos newtonianos em tubos, explicar como a rugosidade relativa e o número de Reynolds influenciam no fator de atrito para os escoamentos laminar e turbulento. Mostrar que a perda de carga distribuida é diretamente proporcional à vazão, no caso de escoamento laminar e, diretamente proporcional ao quadrado da vazão, no caso de escoamento turbulento a elevados Reynolds.