Em um processo de transferência de massa em uma coluna de absorção (transferência de massa da fase gás para a fase líquida) lesgotamento (transferência de massa da fase líquida para a fase gás) a temperatura é
e a pressão total é
. A composição em fração molar do soluto sendo transferido na corrente líquido é 0,0015 enquanto sua pressão parcial na fase gás é 4200 Pa . A constante de equilíbrio para o soluto entre as fases gás e líquido é 1,45 . Sabendo que o coeficiente local de transferência de massa para a fase gás em fração molar é
e o coeficiente local de transferência de massa para a fase líquida em concentração molar é 0,0000135
, faça o que se pede.
Demonstre se o processo é de absorção ou de esgotamento.
Demonstre se o processo é de absorção ou de esgotamento.
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que está acontecendo nesse exercício. Estamos falando sobre transferência de massa em uma coluna de absorção ou esgotamento. A coluna está operando a 40°C e 1,5 atm de pressão total. Temos informações sobre a composição do soluto na fase líquida e na fase gasosa, além dos coeficientes de transferência de massa para cada fase. Nosso objetivo aqui é demonstrar se o processo está ocorrendo como absorção ou esgotamento.
Para resolver isso, vamos precisar entender o que é absorção e esgotamento, além de usar a relação do equilíbrio e os coeficientes de transferência de massa fornecidos.
Passo 2
Primeiro, vamos esclarecer o que são absorção e esgotamento:
- Absorção: É o processo onde o soluto é transferido da fase gasosa para a fase líquida.
- Esgotamento (stripping): É o processo inverso, onde o soluto é transferido da fase líquida para a fase gasosa.
Então, para determinar qual processo está ocorrendo, precisamos verificar a direção do fluxo de massa do soluto entre as fases.
Passo 3
Vamos olhar para as informações fornecidas:
- Fração molar do soluto na fase líquida:
- Pressão parcial do soluto na fase gasosa:
- Constante de equilíbrio:
A constante de equilíbrio
relaciona a tendência do soluto se mover entre as fases gasosa e líquida. Ela é definida como:
onde
é a fração molar na fase gasosa e
é a concentração na fase líquida.
Passo 4
Primeiro, precisamos calcular a fração molar do soluto na fase gasosa
. Para isso, usamos a pressão parcial fornecida e a pressão total:
Convertendo a pressão total para Pascals (sabendo que
):
Então,
Passo 5
Agora, vamos aplicar a constante de equilíbrio:
Isolando
:
Comparando
com a fração molar na fase l��quida
, vemos que
.
Passo 6
A diferença
indica a direção do fluxo de massa. Se
, há uma tendência de soluto se mover da fase gasosa para a fase líquida, ou seja, absorção.
Resposta
O processo está ocorrendo como absorção.
Exercícios relacionados
Uma corrente de água residuária com
de tricloroetileno (TCE) a
, valor menor que o limite de solubilidade desse composto na água. Quais são os valores da concentração molar e da fração molar do TCE nessa água, admitindo que a solução em questão seja diluída? A
, a massa específica da água líquida é de
. A massa molar do TCE é de
e a massa molar da água é de
. A espécie A representa o TCE e a espécie B representa a água (solvente). A concentração molar de TCE na água
é determinada a partir da concentração mássica
.
Resp:
Resp:
Agua, a uma vąão de
, na temperatura de saturação do sistema, entra no interiof de um tubo interno de aço inox mecanicamente polido com
de diâmetro, culà parede estâ a
e a pressão interna é de
, sendo completamente evaporada, e saindo na forma de vapor saturado. Considere que, hipoteticamente, o processo de evaporação da água dentro do tubo se dê apenas por nucleação.
Calcule a o comprimento do tubo necessário para que o processo ocorra.
Calcule a o comprimento do tubo necessário para que o processo ocorra.
Em um processo de transferência de massa em uma coluna de absorção (transferência de massa da fase gás para a fase líquida) lesgotamento (transferência de massa da fase líquida para a fase gás) a temperatura é
e a pressão total é
. A composição em fração molar do soluto sendo transferido na corrente líquido é 0,0015 enquanto sua pressão parcial na fase gás é 4200 Pa . A constante de equilíbrio para o soluto entre as fases gás e líquido é 1,45 . Sabendo que o coeficiente local de transferência de massa para a fase gás em fração molar é
e o coeficiente local de transferência de massa para a fase líquida em concentração molar é 0,0000135
, faça o que se pede.
Calcule o fluxo de soluto entre as duas fases.
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Uma lâmpada incandescente, aproximadamente esférica, com
de diâmetro e 80 tem sua superfície mantida a uma temperatura de
. Calcule a porcentagem de sua potência dispersada na forma de calor para a atmosfera quando passa uma corrente de ar seco a
com velocidade de
.