Uma mistura gasosa contendo de de e estão a 300 K e 500 KPa , passará por um processo de limpeza por contato com um óleo não volátil num absorvedor de gás. O objetivo do processo é recuperar o líquido efluente tanto quanto possível dos hidrocarbonetos pesados na alimentação. Com estas informações, calcule:
b) A densidade do gás na alimentação.

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que a questão tá pedindo. A gente tem uma mistura gasosa com diferentes tipos de hidrocarbonetos: 88% metano ( ), 4% etano ( ), 5% propano ( ) e 3% butano ( ). Essa mistura está a 300 K e 500 kPa. O objetivo é calcular a densidade desse gás na alimentação usando os conceitos de física de gases. Vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais e calcular a massa molecular média da mistura.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa molecular média da mistura ( ). A massa molecular média é a soma das massas moleculares de cada componente, multiplicadas pela sua fração molar na mistura.
As massas moleculares são:
  • : 16 g/mol
  • : 30 g/mol
  • : 44 g/mol
  • : 58 g/mol
Calculando a média:

Passo 3

Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar a densidade ( ) do gás. A fórmula da densidade para gases ideais é:
Onde:
  • é a pressão (500 kPa)
  • é a massa molecular média (19,22 g/mol ou 0,01922 kg/mol)
  • é a constante universal dos gases (8,314 J/mol·K)
  • é a temperatura (300 K)

Passo 4

Vamos substituir os valores na fórmula:
Primeiro, calcula o numerador:
Depois, o denominador:
Agora, dividindo:

Resposta

A densidade do gás na alimentação é aproximadamente .

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c) Um cilindro oco de comprimento possui uma superficie interna com temperatura e raio , e uma superficie externa com temperatura e raio . ( O cilindro poderia representar, por exemplo, um tubo isolado que conduz água quente.) A condutividade térmica do material do cilindro . Deduza uma equação para a taxa total de transferência de calor através das paredes do cilindro.
A transferência de calor é provida pelos gradientes de temperaturas. A transferência de massa num sistema ocorre de maneira análoga. Faça uma analogia entre transferência de calor e de massa, indicando como os fenômenos ocorrem, os principais mecanismos e apresente exemplos. Compare as Leis de Fourier e a lei de Fick.
Uma mistura gasosa contendo de de e estão a 300 K e 500 KPa , passará por um processo de limpeza por contato com um óleo não volátil num absorvedor de gás. O objetivo do processo é recuperar o líquido efluente tanto quanto possível dos hidrocarbonetos pesados na alimentação. Com estas informações, calcule:
a) A concentração total do gás na alimentação.
Encontramos a transferência de massa em todo local, na indústria, no laboratório, na cozinha, no corpo humano, na natureza, enfim em todo local onde ocorre uma força motriz na mistura para que ocorra o seu transporte. A transferência de calor é provida pelos gradientes de temperaturas. A transferência de massa num sistema ocorre de maneira análoga. Faça uma analogia entre transferência de calor e de massa, indicando como os fenômenos ocorrem, os principais mecanismos e apresente exemplos. Compare as Leis de Fourier e a lei de Fick.