Um grande tanque, de volume total desconhecido, está inicialmente cheio com 6000 g de uma solução com
em massa de sulfato de sódio. Uma solução de
de sulfato de sódio é adicionada a esse tanque, a uma taxa de
. Pela única saída do tanque, uma solução com
escoa a uma taxa de
. Por favor, calcule (a) a massa total no tanque depois de 2 he (b) a quantidade de sulfato de sódio no tanque depois de 2 h .
Passo 1
O enunciado pede para calcular, após 2 h, (a) a massa total de solução no tanque e (b) a massa de sulfato de sódio nele acumulada, sabendo que entra uma solução a 50 % em massa a 40 g/min e sai uma solução com concentração de 20 g/L a 0,01667 L/s. Para formular os balanços de massa (totais e de soluto) precisamos relacionar taxas de massa e de volume das soluções.
Passo 2
Falta no enunciado a densidade de cada solução (ou uma hipótese sobre densidade constante), o que impede converter a taxa de entrada dada em g/min numa vazão volumétrica e assim estabelecer o balanço de volume
Sem esse dado, não há como saber como varia o volume e nem a massa total no tanque.
Passo 3
Sem a densidade das soluções, também não é possível relacionar a massa de sulfato de sódio que entra (fração de 50 % de uma certa vazão volumétrica) com a massa que sai (20 g/L × vazão volumétrica de saída), logo o balanço de soluto
fica indefinido.
Resposta
Não é possível resolver o exercício com os dados fornecidos, pois falta a densidade das soluções (ou equivalência massa-volume) necessária para estabelecer os balanços de massa e de volume.