Escreva a equação da conservação da espécie A para a situação proposta fazendo todas as simplificações cabíveis e justificando-as.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. A gente precisa escrever a equação de conservação da espécie A para uma situação específica que foi proposta. Isso envolve conceitos de balanço de massa. Para resolver isso, vamos precisar lembrar como balancear as entradas, saídas, geração e consumo de uma espécie química em um sistema.

Passo 2

Vamos começar definindo o que é a equação de conservação de massa. Basicamente, ela nos diz que a quantidade de uma espécie em um sistema vai mudar de acordo com o que entra, sai, é gerado ou consumido dentro desse sistema. Matematicamente, podemos representar isso assim:
íçã
Aqui, representa a variação da concentração da espécie A no tempo.

Passo 3

Agora, vamos detalhar cada termo:
  • Entrada: Quantidade de A entrando no sistema por unidade de tempo.
  • Saída: Quantidade de A saindo do sistema por unidade de tempo.
  • Geração: Produção de A dentro do sistema, como resultado de reações químicas.
  • Consumo: Degradação ou remoção de A dentro do sistema, também por reações químicas.

Passo 4

Dependendo da situação proposta, algumas dessas taxas podem ser nulas. Por exemplo, se não houver geração ou consumo de A (ou seja, A não reage), podemos simplificar a equação eliminando esses termos.

Passo 5

Vamos fazer uma simplificação comum: supondo que estamos em estado estacionário, onde a concentração de A não muda com o tempo. Isso significa que . Assim, a equação fica:
íçã

Passo 6

Se, por exemplo, não há geração nem consumo de A, a equação ainda se simplifica mais:
í
Isso implica que a quantidade que entra é igual à quantidade que sai, garantindo a conservação de A no sistema.

Resposta

A equação da conservação da espécie A, considerando estado estacionário e sem geração nem consumo, é:
í

Exercícios relacionados

3a. Calcule a pressão com que a água sai do tanque e entra no tubo, comente todas as hipóteses utilizadas.
6a. Há movimento do fluido entre as placas? Se sim, explique como se dá esse movimento.
4a. Escreva o balanço de energia para o escoamento permanente entre as superfícies 1 e 2. Justifique cada termo do BEM. Dê a equação final com a potência da bomba isolada na equação.
Hidrogênio a 2 atm flui dentro de um tubo de 40 mm de diâmetro e espessura 0.5 mm . A superfície de saída está esposta a uma corrente gasosa na qual o pressão parcial do hidrogênio é 0.1 atm . A difusividade e a solubilidade do hidrogênio no material do tubo são e , respectivamente. Quando o sistema está a 500 k , qual a taxa de transferência de hidrogênio através do tubo por unidade de comprimento