Considere a transferência de massa unidimensional para uma mistura composta por oxigênio (A) e Hélio (B), a 294 K e pressão total de
. Para as condiçôes do problema:
e
, calcule:
(a)
;
(b) O peso molecular da mistura, em
;
(c)
;
(d) C
(e)
, em
;
(f)
e
em
;
(j)
;
(a)
(b) O peso molecular da mistura, em
(c)
(d) C
(e)
(f)
(j)
Passo 1
O enunciado trata de transferência de massa unidimensional numa mistura binária (A = oxigênio, B = hélio) a
K e
Pa. São dados a fração mássica de A (
) e as velocidades de A e B (
m/s,
m/s). Precisamos calcular:
(a) ;
(b) peso molecular da mistura ;
(c) ;
(d) velocidade mássica média ;
(e) e
;
(f) fluxos mássicos ;
(j) fluxo difusivo de A, .
(a)
(b) peso molecular da mistura
(c)
(d) velocidade mássica média
(e)
(f) fluxos mássicos
(j) fluxo difusivo de A,
Passo 2
Como
, basta
Passo 3
O peso molecular da mistura usa média harmônica ponderada em massa:
com
kg/mol e
kg/mol. Logo,
Passo 4
Usando a equação dos gases ideais
com
J/(mol·K):
As densidades parciais são
:
Passo 5
A velocidade média mássica
é
Passo 6
As velocidades de difusão (relativas a
) são
Passo 7
Os fluxos mássicos (kg/s·m²) são
e
:
Passo 8
O fluxo difusivo de A é
Resposta
(a)
(b) kg/mol
(c) kg/m³;
kg/m³;
kg/m³
(d) m/s
(e) m/s;
m/s
(f) kg/(m²·s);
kg/(m²·s);
kg/(m²·s)
(j) kg/(m²·s)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(j)