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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 47

Gás hélio a 293 K é armazenado em um recipiente esférico de 3 m de diâmetro externo feito de Pyrex de 3 cm de espessura. A concentração molar do hélio no Pyrex é de 0,00069 k m o l m 3 na superfície interna e desprezível na superfície externa. Determine a vazão mássica do hélio por difusão através do recipiente Pyrex.

Passo 1

Animados para mais uma??

Então bora continuar !

Antes de qualquer coisa vamos ver como se calcula a vazão mássica:

m d i f u s ã o ˙ = M M H e × N d i f u s ã o ˙

Já sabemos que:

M M H e = 4,003 k g k m o l

Agora o que nós precisamos achar é a vazão molar do hélio através do recipiente esférico, não é?

Passo 2

Como o recipiente é esférico ele é calculado como:

N d i f u s ã o ˙ = 4 π r 1 r 2 D A B C A ,   1 - C A , 2 r 2 - r 1

Vamos ver o que sabemos?

D A B = 4,5 × 10 - 15 m 2 s

r 2 = D 2 2 = 3   m 2 = 1,5   m

r 2 - r 1 = 0,03   m → r 1 = 1,5 m - 0,03 m = 1,47 m

C A , 1 = 0,00069 k m o l m 3

Como não há hélio do lado externo:

C A , 2 = 0 k m o l m 3

Agora ficou super fácil !! É só substituir:

N d i f u s ã o ˙ = 4 π 1,47 m 1,5   m 4,5 × 10 - 15 m 2 s 0,00069 k m o l m 3 - 0 k m o l m 3 0,03   m

N d i f u s ã o ˙ = 2,87 × 10 - 15 k m o l s

Com a vazão molar agora nós podemos colocar na fórmula do Passo 1 e achar nossa resposta:

m d i f u s ã o ˙ = 4,003 k g k m o l 2,87 × 10 - 15 k m o l s

m d i f u s ã o ˙ = 11,48 × 10 - 15 k g s

Bem de boa, não?!

Resposta

11,48 × 10 - 15 k g s

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