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 .

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos o etanol se difundindo através de um filme gasoso de ar com espessura de 4 mm. As concentrações de etanol na entrada e na saída são 0,1 mol/m³ e 0,02 mol/m³, respectivamente. A temperatura é de 283 K e a difusividade do etanol no ar nessa temperatura é . Nosso objetivo é encontrar o fluxo molar de etanol, ou seja, quanta quantidade de etanol está passando por unidade de área e tempo.

Passo 2

Para resolver isso, vamos usar a Lei de Fick da Difusão, que nos ajuda a calcular o fluxo de uma substância que se difunde através de um meio. A fórmula da Lei de Fick é:
Onde:
  • é o fluxo molar (mol/(m²·s)),
  • é o coeficiente de difusão (m²/s),
  • é a diferença de concentração (mol/m³),
  • é a espessura do filme pelo qual a difusão ocorre (m).

Passo 3

Primeiro, vamos identificar e converter todas as unidades para o SI. A espessura do filme está em milímetros, então precisamos converter para metros:

Passo 4

Agora, vamos calcular a diferença de concentração ( ) entre a entrada e a saída:
í
O sinal negativo indica que a concentração está diminuindo ao longo do caminho da difusão.

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula da Lei de Fick:

Passo 6

Vamos calcular a parte da fração primeiro:

Passo 7

Agora, multiplicamos pelo coeficiente de difusão:

Resposta

O fluxo molar de etanol é .

Exercícios relacionados

Qual a vazão de água em uma rede nova de manilhas vitrificadas ( ) de de diâmetro, sendo o escoamento a meia seção e declividade de ? Resposta: .
Um tanque aberto para a atmosfera contém Metanol líquido ( MeOH , peso molecular ) no fundo do o tanque. O tanque é mantido a , o diâmetro do tanque cilíndrico é de , a altura total do tanque é , e o nível de líquido no fundo do tanque é mantido a . O espaço de gás dentro do tanque está estagnado e os vapores de MeOH são imediatamente dispersos uma vez que saem do tanque. A a pressão de vapor do MeOH é de 163 mmHg e a a pressão de vapor é tanque aberto podem emitir uma quantidade considerável de vapor de MeOH. Qual é a taxa de emissão de vapor MeOH do tanque em Kg de dia quando o tanque está a uma temperatura de ? Se a temperatura do tanque for elevada para , qual é a nova taxa de emissão de metanol?
Um canal trapezoidal com largura do leito de 10 m e inclinaçäo lateral de 1:1, escoa com uma altura de e declividade de . Para um valor de , determine a descarga Resposta: .
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.