Exercícios de Estado Pseudo-Estacionário - Lista de Exercícios Resolvida

Propõe-se o seguinte experimento: 4 capilares de 4 cm cada um são mantidos a 25°C e 1 atm, nos quais escoa pelo topo ar seco. Sabe-se que os capilares A, B, C e D contêm, respectivamente, 0,5 cm de benzeno, tolueno, metanol e etanol. Estabeleça uma ordem crescente de tempo, em horas, para o esvaziamento total dos capilares.

Um capilar está semipreenchido com de etanol. Assume-se que o ar seco contido no interior do capilar esteja estagnado a e . Determine a altura de capilar sabendo que houve um desnível do líquido de no final de .

Dados: ,

A célula de Arnold é um dispositivo que, de forma simples, permite a medição de coeficientes de difusão mássica. Na figura a seguir, é mostrado um esboço da célula.

1. Determine a difusividade mássica de clorofórmio (A) no ar (B), sabendo que, em um experimento com uma célula de Arnold, em horas (), a distância entre a superfície do clorofórmio e do topo da célula passou de ( ) para ( ). Considere que no topo da célula escoava ar puro, ou seja, , e que na superfície do clorofórmio as condições eram de saturação. A temperatura e a pressão mantiveram-se constantes e iguais a e , respectivamente. A pressão de vapor do clorofórmio nessa temperatura é igual a . Apresente o resultado da difusividade em utilizando o mesmo número de algarismos significativos empregados para representar a distância .
2. Qual é a característica do processo que permite a adoção de regime pseudo-estacionário na sua modelagem?

Dados: , ,

Um capilar é preenchido até a metade de seu comprimento com etanol, com concentração , densidade e coeficiente de difusividade . O ar seco na outra metade do capilar se encontra estagnado, e o etanol leva um tempo, , para evaporar completamente. Como deveria se comportar o tempo, se sua concentração fosse reduzida a metade.

Qual a diferença entre difusão em regime permanente e difusão pseudo-estacionária?

Um capilar contém acetona, cujo nível distancia-se do topo a . O capilar é mantido a e , enquanto que uma corrente de ar seco escoa sobre o topo do tubo. Após de operação, o nível do líquido cai para a mais de corrente de ar. Sabendo que a pressão de vapor da acetona a é , determine o seu coeficiente de difusão no ar seco.

Dado: ;

Um capilar de de altura contém de etanol. Calcule o tempo necessário para que o nível do álcool decresça em , considerando que o capilar esteja preenchido por ar seco e estagnado a e . Suponha que o vapor de etanol seja totalmente arrastado no topo do capilar. Nessas condições, são conhecidos:

; ; ; Etanol ; Ar seco

Através de uma abertura acidental de uma válvula, água foi espalhada no chão de uma planta industrial em uma área remota de difícil acesso. Estimar o tempo necessário para evaporar completamente a água nas vizinhanças de ar estagnado. A camada de água inicial é de , (que pode ser assumida uniforme) a temperatura de . A pressão parcial de vapor da água nesta temperatura é . O ar está a e . A evaporação é assumida constante e ocorre por difusão molecular através do filme de gás de espessura de . Dados: ;;; .