Por uma tubulaçāo escoa tolueno líquido com uma vazão de 175 m^3 / h.
(a) Qual é a vazão mássica desta corrente em kg / min ?
(b) Qual é a vazão molar em mol / s ?
© De fato, a resposta da parte (a) é apenas uma aproximaçāo que quase com certeza contém um leve erro que você teve de admitir para obter esta resposta?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre vazão de tolueno! A gente vai trabalhar com conceitos de vazão mássica e vazão molar. Para isso, vamos precisar saber a vazão volumétrica que é de , além de informações sobre a massa molar do tolueno e sua densidade. Vamos lá!

Passo 2

Parte (a): Encontrar a vazão mássica em kg/min
Primeiro, vamos converter a vazão volumétrica de metros cúbicos por hora para litros por minuto, porque é mais fácil de trabalhar com a densidade em kg/m³.
Sabemos que:
1 , m^3 = 1000 , litros
E:
1 , hora = 60 , minutos
Então:
175 , m^3/h times 1000 , litros1 , m^3 times 1 , h60 , min = 175 times 100060 approx 2916.67 , litros/min
Agora, precisamos da densidade do tolueno. Supondo que a densidade do tolueno seja aproximadamente 866 , kg/m^3 times 1 , m^31000 , litros = 0.866 , kg/litro .
Convertendo a densidade para kg/litro:
2916.67 , litros/min times 0.866 , kg/litro approx 2525.83 , kg/min
Agora, multiplicamos a vazão volumétrica pela densidade para obter a vazão mássica:

Passo 3

Parte (b): Encontrar a vazão molar em mol/s
Primeiro, precisamos da massa molar do tolueno. O tolueno tem a fórmula M = 7 times 12.01 , g/mol + 8 times 1.008 , g/mol = 92.14 , g/mol , então:
92.14 , g/mol = 0.09214 , kg/mol
Convertendo a massa molar para kg/mol:
dotn = dotmM
Agora, usamos a relação entre vazão mássica ( dotn = 2525.83 , kg/min0.09214 , kg/mol approx 27444.75 , mol/min ) e vazão molar ( 27444.75 , mol/min div 60 approx 457.41 , mol/s ):
Substituindo os valores:
Convertendo para mol/s:

Passo 4

Parte ©: Possível erro na aproximação da parte (a)
Na parte (a), usamos a densidade do tolueno como constante. Porém, a densidade pode variar com a temperatura e pressão. Além disso, arredondamos alguns valores durante os cálculos, o que introduz um pequeno erro. Por exemplo, a densidade exata pode não ser exatamente nas condições reais do escoamento, o que faz com que a vazão mássica calculada seja uma aproximação ligeiramente imprecisa.

Resposta

(a) A vazão mássica é aproximadamente .
(b) A vazão molar é aproximadamente .
© A resposta da parte (a) é uma aproximação porque consideramos a densidade do tolueno como constante, ignorando possíveis variações com temperatura e pressão, e arredondamos alguns valores nos cálculos, introduzindo um leve erro.

Exercícios relacionados