Água do mar contendo
em massa de sal passa por um processo de evaporação, contendo 10 evaporadores em série. A quantidade de água evaporada em cada um é praticamente a mesma. Esta água evaporada é condensada para obter uma corrente de produto de água fresca. A salmoura (solução de sal) na saída do último evaporador contém
em massa de sal. Se
de água salgada alimentam o processo, calcule:
b) a porcentagem em massa de sal na solução que deixa o quarto evaporador.
b) a porcentagem em massa de sal na solução que deixa o quarto evaporador.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um processo de evaporação com 10 evaporadores em série, onde a água do mar com 3,5% de sal entra no processo. A gente precisa descobrir a porcentagem de sal na solução que sai do quarto evaporador. Para resolver isso, vamos usar conceitos de conservação de massa e entender como o sal e a água se comportam em cada etapa do processo.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade total de sal na água que entra no processo. Sabemos que temos 30.000 kg/h de água salgada com 3,5% de sal. Então:
Passo 3
Como o processo tem 10 evaporadores e a quantidade de água evaporada em cada um é a mesma, precisamos descobrir quanta água é evaporada por evaporador. Após todo o processo, a salmoura final tem 5,0% de sal. Vamos encontrar a massa da salmoura final:
Então, a quantidade total de água evaporada é:
Cada evaporador, portanto, evapora:
Passo 4
Agora, vamos calcular a concentração de sal após cada evaporador até chegar no quarto. Em cada etapa, a massa total da solução diminui porque a água é retirada, mas a massa de sal permanece a mesma (1.050 kg/h).
Após o primeiro evaporador:
Passo 5
Após o segundo evaporador:
Passo 6
Após o terceiro evaporador:
Passo 7
Finalmente, após o quarto evaporador:
Resposta
A porcentagem em massa de sal na solução que deixa o quarto evaporador é aproximadamente 3,98%.