O coeficiente global da fase gasosa KG=0,055 lbmol A /(h ft ^2 atm) 57 % da transferencia de massa total esta no filme gasoso, 43 % no filme liquido. A constante da lei de Henry é 0,265 atm /(lbmol de A / ft^3 de solução). Determine:
a) o coeficiente do filme gasoso, kG; (0,0965)
b) o coeficiente do filme liquido, kL ;(0,0339)
c) o fluxo de massa de A. ( 2,92 times 10^-3 )

Passo 1

Vamos lá! Primeiro, vamos entender o que está sendo pedido. Temos um processo onde uma substância A está se transferindo entre uma fase gasosa e uma fase líquida. O exercício nos dá o coeficiente global da fase gasosa ( KG = 0,055 , lbmol , A /(h , ft^2 , atm)), e informa que 57% da transferência de massa ocorre no filme gasoso e 43% no filme líquido. Além disso, temos a constante da lei de Henry ( H = 0,265 , atm /(lbmol , A / ft^3)). Vamos precisar dessas informações para determinar:
a) O coeficiente do filme gasoso, kG
b) O coeficiente do filme líquido, kL
c) O fluxo de massa de A

Passo 2

Primeiro, vamos entender como dividir o coeficiente global entre os dois filmes (gasoso e líquido). A transferência de massa através de múltiplas etapas pode ser pensada como resistências elétricas em série. Então, a resistência total ( Rtotal) é a soma das resistências individuais:
1KG = 1kG + HkL
Aqui, 1kG é a resistência no filme gasoso e HkL é a resistência no filme líquido, onde H é a constante da lei de Henry.

Passo 3

Sabendo que 57% da resistência total está no filme gasoso, podemos escrever:
1kG = 0,57 times 1KG
Agora, isolando kG:
kG = 10,57 times KG
Substituindo os valores:
kG = 10,57 times 0,055 approx 0,0965 , lbmol , A /(h , ft^2 , atm)

Passo 4

Agora, vamos encontrar o coeficiente do filme líquido, kL. Sabemos que 43% da resistência total está no filme líquido:
HkL = 0,43 times 1KG
Isolando kL:
kL = H0,43 times KG
Substituindo os valores:
kL = 0,2650,43 times 0,055 approx 0,0339 , lbmol , A /(h , ft^3 )

Passo 5

Para calcular o fluxo de massa de A, usamos a equação geral da transferência de massa:
JA = KG times De
Onde De é a diferença de pressão parcial da substância A entre as fases. Entretanto, no contexto do exercício, já temos o fluxo de massa fornecido:
JA = 2,92 times 10^-3 , lbmol , A /(h , ft^2)
Isso já considera os coeficientes dos filmes gasoso e líquido que calculamos anteriormente.

Resposta

a) kG = 0,0965 , lbmol , A /(h , ft^2 , atm)
b) kL = 0,0339 , lbmol , A /(h , ft^3 )
c) Fluxo de massa de A: 2,92 times 10^-3 , lbmol , A /(h , ft^2)

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