Cite os processos de transferência de massa e explique cada um deles.
Passo 1
Beleza, a questão pede: “Cite os processos de transferência de massa e explique cada um deles.” Isso cai em Transferência de Massa, assunto de Eng. Química/Física. Para resolver, vamos listar cada processo, dizer o que é, quando acontece e dar a fórmula básica – tudo na moral, sem pular etapa.
Passo 2
Processo 1: Difusão Molecular
- O que é: é o movimento de moléculas de um lugar pra outro só por causa da diferença de concentração.
- Por que rola: imagine dois lados de um tubo, com concentrações diferentes. As moléculas “espalham” pra igualar as concentrações.
- Teoria/básico: Lei de Fick
onde
•é o fluxo de massa (mol·m⁻²·s⁻¹)
•é o coeficiente de difusão molecular (m²·s⁻¹)
•é o gradiente de concentração (mol·m⁻⁴)
Passo 3
Processo 2: Transferência Convectiva de Massa
- O que é: aqui o fluido inteiro se move (por bomba, ventilador etc.), carregando massa junto.
- Por que rola: fluxo forçado faz com que a camada de fluido leve mais rápido a substância de um ponto a outro.
- Teoria/básico:
onde
•é o coeficiente de transferência de massa por convecção (m·s⁻¹)
•é a concentração no “bulk” (fluido distante da superfície)
•é a concentração na superfície
Passo 4
Processo 3: Difusão Turbulenta (ou Dispersão)
- O que é: tipo uma mistura intensa que cria “redemoinhos” no fluido, aumentando muito o transporte de massa além da pura difusão molecular.
- Por que rola: em escoamentos turbulentos as “parcelas” de fluido trocam massa de modo muito mais rápido.
- Teoria/básico: a gente usa um coeficiente efetivo
maior, então:
Passo 5
Processo 4: Osmose (e Osmose Reversa)
- O que é: passagem de solvente (geralmente água) através de uma membrana semipermeável, do lado menos concentrado pro mais concentrado.
- Por que rola: a natureza “puxa” o solvente para igualar pressões coligativas.
- Teoria/básico: pressão osmótica de van ’t Hoff
onde
•é a pressão osmótica (Pa)
•é a concentração molar (mol·m⁻³)
•é a constante dos gases (8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹)
•é a temperatura (K)
- Osmose reversa: aplica pressão >pra forçar o solvente pro lado contrário, usado em dessalinização.
Passo 6
Processo 5: Diálise
- O que é: separação por membrana semipermeável a certas moléculas (só passam moléculas pequenas).
- Por que rola: além de diferença de concentração, conta o tamanho das moléculas e a porosidade da membrana.
- Teoria/básico: similar à difusão, mas considerado fator de seleção pela membrana
Resposta
Os principais processos de transferência de massa são:
- Difusão Molecular – transporte pela diferença de concentração, obedecendo à Lei de Fick.
- Transferência Convectiva – transporte pela movimentação do fluido, usando coeficiente
. - Difusão Turbulenta (Dispersão) – difusão intensificada por redemoinhos, com coeficiente
. - Osmose (e Osmose Reversa) – passagem de solvente por membrana semipermeável motivada por pressão osmótica
. - Diálise – difusão seletiva por membrana, separando moléculas de acordo com tamanho.