A reforma a vapor de hidrocarbonetos é uma maneira de produzir hidrogênio gasoso
para aplicação em células combustíveis. Entretanto, o gás rico em
produzido por esse processo se apresenta contaminado com monóxido de carbono (CO), em um teor molar porcentual de 1,0 %. Esse contaminante provoca envenenamento do catalisador da célula combustível e deve ser removido para permitir melhor operação da célula. Deseja-se separar CO do
gasoso empregando uma membrana cerâmica microporosa catalítica. O diâmetro médio do poro da membrana é de 15 nm , a tortuosidade tem o valor de 4,0 e a fração de vazios do sistema é 0,30 . O sistema opera a 5,0 atm de pressão e
de temperatura.
a. Estime a concentração molar de CO na mistura.
a. Estime a concentração molar de CO na mistura.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma mistura de gases que contém hidrogênio (
) e monóxido de carbono (CO). A gente precisa descobrir a concentração molar de CO nessa mistura. Para isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria dos gases.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da Lei dos Gases Ideais:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de mols, -
é a constante dos gases ideais ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Queremos achar a concentração molar (
), que é
. Podemos rearranjar a equação para:
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores que a gente tem:
- Pressão (
) = 5,0 atm - Temperatura (
) = = -
=
Então:
Passo 4
Sabemos que o teor de CO na mistura é de 1,0% molar. Isso significa que a concentração de CO é 1,0% da concentração total da mistura. Para achar isso, multiplicamos a concentração total pela fração molar de CO:
Resposta
A concentração molar de CO na mistura é aproximadamente
.
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Estime o coeficiente de difusão do
em hexano a
utilizando-se a correlação de Wilke e Chang. Compare o resultado com o valor experimental
. (Adaptado do CREMASCO, 3ed. 2015)
Considere um cone oco com uma abertura no vértice do topo, juntamente com um cilindro oco, aberto no topo, com a mesma área de base do cone. Encha ambos com água até o topo. O paradoxo da hidrostática diz que ambos os recipientes têm a mesma força no fundo por causa da pressão da água, embora o cone contenha
menos água do que o cilindro. Explique esse parodoxo.
A reforma a vapor de hidrocarbonetos é uma maneira de produzir hidrogênio gasoso
para aplicação em células combustíveis. Entretanto, o gás rico em
produzido por esse processo se apresenta contaminado com monóxido de carbono (CO), em um teor molar porcentual de 1,0 %. Esse contaminante provoca envenenamento do catalisador da célula combustível e deve ser removido para permitir melhor operação da célula. Deseja-se separar CO do
gasoso empregando uma membrana cerâmica microporosa catalítica. O diâmetro médio do poro da membrana é de 15 nm , a tortuosidade tem o valor de 4,0 e a fração de vazios do sistema é 0,30 . O sistema opera a 5,0 atm de pressão e
de temperatura.
b. Estime o coeficiente de difusão molecular do CO em para a mistura gasosa a 5,0 atm e
.
b. Estime o coeficiente de difusão molecular do CO em
Dê uma pequena barragem, parte uma canalização de 250 mm de diâmetro, com poucos metros de extensão, havendo depois uma redução para 125 mm , do qual a água passa para a atmosfera sob forma de jato. A vazão na tubulação foi medida, encontrando-se
. Utilize a massa específica
e
. Calcular:
a) a pressão manométrica na seção inicial da tubulação de 250 mm ;
b) a altura de água na barragem;
c) a potência do jato em W (watts) e em hp, sabendo que e
.
a) a pressão manométrica na seção inicial da tubulação de 250 mm ;
b) a altura de água
c) a potência do jato em W (watts) e em hp, sabendo que