A segunda Lei de Fick é o resultado da simplificação da equação da continuidade mássica e é análoga a segunda Lei de Fourier, conforme mostrado nas equações a seguir: (
pontos)
Segunda Lei de Fick
Segunda Lei de Fourier
em que
é a difusividade,
a concentração do componente A ,
é a difusividade térmica e T a temperatura. Sobre a segunda Lei de Fick, analise as afirmativas a seguir:
I. É válida apenas para sistemas em regime permanente, cuja velocidade do meio, pressão e temperatura são constantes e que a transferência de massa ocorre tanto por difusão quanto por convecção.
II. É válida para regime transiente, cuja velocidade do meio é nula, a temperatura e pressão são constantes e há ausência de reação química no meio onde ocorre o fenômeno de transferência de massa por difusão e convecção.
III. Representa sistemas em que não há escoamento de fluido, seja em sistemas sólidos ou líquidos estagnados, assim como para sistemas gasosos como o caso da contradifusão equimolar.
As afirmativas corretas são:
em que
I. É válida apenas para sistemas em regime permanente, cuja velocidade do meio, pressão e temperatura são constantes e que a transferência de massa ocorre tanto por difusão quanto por convecção.
II. É válida para regime transiente, cuja velocidade do meio é nula, a temperatura e pressão são constantes e há ausência de reação química no meio onde ocorre o fenômeno de transferência de massa por difusão e convecção.
III. Representa sistemas em que não há escoamento de fluido, seja em sistemas sólidos ou líquidos estagnados, assim como para sistemas gasosos como o caso da contradifusão equimolar.
Passo 1
O enunciado apresenta a segunda Lei de Fick,
e pede para verificar as hipóteses de validade dessa equação. O conteúdo é difusão transiente (não há fluxo de massa de convecção nem reação química) em meio isobárico e isotérmico.
Passo 2
Para a segunda Lei de Fick são adotadas as seguintes hipóteses:
– Regime transiente .
– Sem escoamento de fluido , logo não há convecção.
– Temperatura e pressão constantes.
– Ausência de reação química no meio.
– Regime transiente
– Sem escoamento de fluido
– Temperatura e pressão constantes.
– Ausência de reação química no meio.
Passo 3
Análise da afirmativa I:
“É válida apenas para sistemas em regime permanente, cuja velocidade do meio, pressão e temperatura são constantes e que a transferência de massa ocorre tanto por difusão quanto por convecção.”
– Falsa, pois a segunda Lei de Fick é para regime transiente e não inclui convecção.
“É válida apenas para sistemas em regime permanente, cuja velocidade do meio, pressão e temperatura são constantes e que a transferência de massa ocorre tanto por difusão quanto por convecção.”
– Falsa, pois a segunda Lei de Fick é para regime transiente e não inclui convecção.
Passo 4
Análise da afirmativa II:
“É válida para regime transiente, cuja velocidade do meio é nula, a temperatura e pressão são constantes e há ausência de reação química no meio onde ocorre o fenômeno de transferência de massa por difusão e convecção.”
– Parcialmente correta quanto ao regime transiente, , condições isotérmicas e sem reação, mas incorreta ao afirmar ocorrência de convecção (não há escoamento).
“É válida para regime transiente, cuja velocidade do meio é nula, a temperatura e pressão são constantes e há ausência de reação química no meio onde ocorre o fenômeno de transferência de massa por difusão e convecção.”
– Parcialmente correta quanto ao regime transiente,
Passo 5
Análise da afirmativa III:
“Representa sistemas em que não há escoamento de fluido, seja em sistemas sólidos ou líquidos estagnados, assim como para sistemas gasosos como o caso da contradifusão equimolar.”
– Correta, pois descreve exatamente o fenômeno de difusão pura sem fluxo convectivo.
“Representa sistemas em que não há escoamento de fluido, seja em sistemas sólidos ou líquidos estagnados, assim como para sistemas gasosos como o caso da contradifusão equimolar.”
– Correta, pois descreve exatamente o fenômeno de difusão pura sem fluxo convectivo.
Resposta
Apenas a afirmativa III.