Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 20
Considere a interface entre o ar atmosférico e um corpo de água, ambos a .
(a) Quais são as frações molar e mássica da água no lado do ar da interface? E no lado da água da interface?
(b) Quais são as frações molar e mássica do oxigênio no lado do ar da interface? E no lado da água da interface? O ar atmosférico pode ser considerado contendo de oxigênio em volume.
Passo 1
Nessa questão nós temos a temperatura do ar e da água atmosférica e a porcentagem em volume de oxigênio no ar.
E com essas informações queremos encontrar as frações molares e mássicas de água nos lados do ar e da água da interface e as frações de massicas de oxigênio no ar e na água.
Passo 2
Para resolver essa questão vamos assumir:
- Comportamento perfeito dos gases para o vapor de ar e água;
- Equilíbrio termodinâmico na interface líquido / vapor;
- Concentração diluída de oxigênio e outros gases na água;
- O peso molecular do ar é independente da concentração de vapor.
Assumindo o comportamento ideal do gás,
E,
Caso em que, a partir de dados da Tabela A-6, temos:
Com:
Então,
Assumindo concentrações desprezíveis de fase gasosa no líquido,
Passo 3
Como o volume parcial de uma espécie gasosa é proporcional ao número de moles da espécie, sua fração molar é equivalente à sua fração volumétrica. Portanto, no lado do ar da interface:
Tirando os dados da tabela A-9, temos que a fração molar de na água é:
Onde
A fração mássica de na água é:
Resposta
- , e
- e