Uma membrana separa hidrogênio a partir do ar. A concentração molar de
nas superfícies interna e externa da membrana são 0,065 e
, respectivamente. O coeficiente de difusão binária de
no plástico, na temperatura de operação é
. Determine a taxa mássica de difusão de
através da superfície da membrana em regime permanente para uma espessura de 2 mm
Passo 1
O enunciado trata de difusão estacionária de
através de uma membrana de espessura
. As concentrações molares nas faces interna e externa são
e o coeficiente de difusão é
Vamos usar a Lei de Fick para fluxo estacionário e depois converter para fluxo mássico.
Passo 2
A Lei de Fick de primeira lei em regime permanente e gradiente linear dá
Calculando o gradiente:
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Passo 3
Para obter a taxa mássica por unidade de área, multiplica-se o fluxo molar
pela massa molar do
:
Assim
Resposta
A taxa mássica de difusão de
é