Uma solução de NaCl a 50 % em massa é concentrada num evaporador de três efeitos. Cada efeito evapora igual quantidade de água.
a) Determine a composição da corrente de saída do efeito 2, considerando que os componentes sejam misturados uniformemente, de tal modo que a corrente de saída tenha a mesma composição dos componentes internos do efeito 2 . As linhas de vapor em cada efeito são completamente separadas dos componentes internos do evaporador e, portanto não ocorre mistura de vapor com estes componentes.

Passo 1

Vamos resumir o que o problema está pedindo e identificar o conteúdo que vamos usar. Temos uma solução de NaCl a 50% em massa que está sendo concentrada em um evaporador de três efeitos. Cada efeito evapora a mesma quantidade de água. Precisamos determinar a composição da corrente que sai do segundo efeito, considerando que os componentes se misturam de forma uniforme dentro deste efeito.
Conteúdo da matéria: Balance de massa em sistemas de evaporação multiefeito.
O que vamos precisar:
  • Entender como ocorre o equilíbrio de massa em cada efeito.
  • Aplicar o princípio de conservação de massa para os componentes (NaCl e água).

Passo 2

Primeiro, vamos entender a composição inicial da solução. Temos uma solução de NaCl a 50% em massa, ou seja, 50% de NaCl e 50% de água.
Vamos considerar uma massa total de solução inicial, por exemplo, 100 kg para facilitar os cálculos. Assim:
  • Massa de NaCl: 50 kg
  • Massa de água: 50 kg

Passo 3

Agora, como cada efeito evapora a mesma quantidade de água, e temos três efeitos, vamos determinar quanto de água é removido em cada efeito.
Se a solução inicial tem 50 kg de ��gua e estamos usando três efeitos que evaporam igualmente, então cada efeito evapora:
50 kg3 approx 16,67 kg de água á

Passo 4

Vamos analisar o que acontece no primeiro efeito:
  • Entrada: 100 kg de solução (50 kg NaCl + 50 kg água)
  • Evaporação: 16,67 kg de água
  • Saída para o próximo efeito: 100 kg - 16,67 kg = 83,33 kg (50 kg NaCl + 33,33 kg água)

Passo 5

No segundo efeito:
  • Entrada: 83,33 kg de solução (50 kg NaCl + 33,33 kg água)
  • Evaporação: 16,67 kg de água
  • Saída para o terceiro efeito: 83,33 kg - 16,67 kg = 66,66 kg (50 kg NaCl + 16,66 kg água)
Então, a corrente que sai do segundo efeito tem 66,66 kg com 50 kg de NaCl e 16,66 kg de água.

Passo 6

Vamos calcular a composição da corrente de saída do segundo efeito em termos de porcentagem em massa.
% NaCl = ( 5066,66 ) times 100 approx 75%
% água = 100% - 75% = 25% á

Resposta

A composição da corrente de saída do segundo efeito é de aproximadamente 75% de NaCl e 25% de água.

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