Etanol está se difundindo em um filme gasoso de 4 mm . A concentração de entrada do etanol é 0,1 e a de saída é , respectivamente. O ar estagndo e o filme de Líquido estão a 283 K , determine o fluxo molar de etanol. Dado: difusividade do etanol no ar a 283 K é . Resp.: .

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos etanol se difundindo através de um filme gasoso de 4 mm de espessura. As concentrações de etanol são 0,1 mol/m³ na entrada e 0,02 mol/m³ na saída. A temperatura é de 283 K e a difusividade do etanol no ar nessa temperatura é . Precisamos calcular o fluxo molar de etanol, que basicamente nos diz quanta quantidade de etanol passa por uma área por segundo.

Passo 2

Para resolver isso, vamos usar a Lei de Fick da Difusão, que relaciona o fluxo de massa com a difusividade e o gradiente de concentração. A fórmula da Lei de Fick é:
Onde:
  • é o fluxo molar (mol/m²·s)
  • é a difusividade (m²/s)
  • é o gradiente de concentração (mol/m³·m)

Passo 3

Primeiro, vamos calcular o gradiente de concentração ( ). Esse gradiente é a diferença de concentração dividida pela espessura do filme.
í
Substituindo os valores:

Passo 4

Agora, aplicamos a Lei de Fick usando o gradiente de concentração e a difusividade fornecida.

Resposta

O fluxo molar de etanol é .

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Uma célula de Arnold deve ser operada como em um estado pseudo-estacionário, para determinar a difusividade do benzeno no ar a . O tubo de 20 cm de comprimento, com diâmetro , é inicialmente carregado com benzeno líquido a uma profundidade de do fundo do tubo. O tubo e o líquido são mantidos a uma temperatura constante de 308 K . A esta temperatura a pressão de vapor benzeno é . Ar é Continuamente soprado sobre o topo do tubo, removendo qualquer vapor de benzeno. A 308 K , a densidade líquida do benzeno é . Foi determinado que 72 h foram necessárias para evaporar todo o benzeno no interior do tubo. Determine o coeficiente binário de difusão do benzeno no ar. Resp.: .
Uma célula de Arnold deve ser operada como em um estado pseudo-estacionário, para determinar a difusividade do benzeno no ar a . O tubo de 20 cm de comprimento, com diâmetro , é inicialmente carregado com benzeno líquido a uma profundidade de do fundo do tubo. O tubo e o líquido são mantidos a uma temperatura constante de 308 K . A esta temperatura a pressão de vapor benzeno é . Ar é Continuamente soprado sobre o topo do tubo, removendo qualquer vapor de benzeno. A 308 K , a densidade líquida do benzeno é . Foi determinado que 72 h foram necessárias para evaporar todo o benzeno no interior do tubo. Compare com o valor experimental, que é a 298 K .
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