Um equipamento de laboratório para medir coeficientes de difusão de misturas vapor–gás é constituído por uma coluna vertical, com diâmetro pequeno, na qual há uma fase líquida que evapora para um gás escoando sobre a boca da coluna. A vazão do gás é suficiente para manter uma concentração do vapor desprezível no plano de saída. A coluna tem de altura, e a pressão e a temperatura na câmara são mantidas a e , respectivamente.

Com objetivo de calibração, foi solicitado a você que calculasse a taxa de evaporação esperada em um teste com água e ar sob as condições especificadas, usando o valor conhecido de para a mistura vapor–ar.

Para resolver essa questão vamos assumir:

(1) Difusão unidimensional em estado estacionário na coluna;

(2) Propriedades constantes;

(3) Temperatura e pressão uniformes em toda a coluna;

(4) O vapor de água apresenta um comportamento ideal de gás;

(5) Vapor de água desprezível no ar da câmara.

Usando o valore de Tabela A.6 para encontrar o temos,

A vazão molar por unidade de área é,

Onde é a concentração da mistura determinada a partir da lei dos gases ideais,

As frações molares em e são,

(sem vapor de água no ar acima da coluna)

Onde é a pressão de saturação da água em . Substituindo os valores numéricos,

Ou, em base mássica,