Exercício 3: Uma mistura gasosa a 1 atm e
(ou 378 K ), está sendo transportada através de uma tubulação de
de diâmetro interno e sua composição em % mássica em uma determinada posição é:
e
. As velocidades absolutas de cada espécie, neste caso, são
e
, respectivamente. Considerando a mistura como um gás ideal, determine:
(b) a taxa molar (em
) advectiva do CO na mistura.
Dados: Massa molar (g/gmol):
e
. Constante universal dos gases: 0,08206 (atm.m3)/(Kmol.K)
(b) a taxa molar (em
Dados: Massa molar (g/gmol):
Passo 1
O enunciado fornece uma mistura gasosa ideal em um duto de diâmetro interno
à pressão
e temperatura
. A composição mássica é
,
,
e
. As velocidades absolutas são
,
,
e
.
Queremos a taxa molar advectiva de CO, isto é
Queremos a taxa molar advectiva de CO, isto é
onde
é a concentração molar de CO e
a área da seção transversal. Para isso usaremos:
- Lei dos gases ideais para
. - Conversão de fração mássica em fração molar
. - Cálculo de
. - Cálculo de
e de .
Passo 2
Calcular a concentração molar total da mistura pela lei dos gases ideais:
substituindo
,
e
:
Passo 3
Converter a fração mássica de CO em fração molar. Para cada espécie
usamos:
onde
,
,
e
(todas em g/gmol). Calculamos primeiro
logo
Passo 4
Obter a concentração molar de CO:
Passo 5
Calcular a área da seção transversal do duto e, por fim, a taxa advectiva de CO:
Resposta
A taxa molar advectiva de CO é