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 J = -DdCdx
    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: J = kc,(Cb - Cs)
    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 J = -DtdCdx, Dt gg D 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 pi = Cm,R,T
    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:
  1. Difusão Molecular – transporte pela diferença de concentração, obedecendo à Lei de Fick.
  2. Transferência Convectiva – transporte pela movimentação do fluido, usando coeficiente .
  3. Difusão Turbulenta (Dispersão) – difusão intensificada por redemoinhos, com coeficiente .
  4. Osmose (e Osmose Reversa) – passagem de solvente por membrana semipermeável motivada por pressão osmótica .
  5. Diálise – difusão seletiva por membrana, separando moléculas de acordo com tamanho.

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