LISTA 1 - FT3

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
FENÔMENOS DE TRANSPORTE III - TF 323 
Prof. Ivanildo José da Silva Junior 
 
Concentração, Velocidade e Fluxo. Primeira Lei de Fick da Difusão. Contradifusão Equimolar. 
 
1. Usando somente as definições de concentrações, velocidades e fluxos, verifique as equações abaixo. 
 (1) 
 (2) 
 (3) 
 (4) 
 
2. Para sistemas com dois componentes, a equação a seguir é utilizada para obter inter-relações entre expressões 
definidas em termos de unidades de massa com expressões definidas em termos de unidades molares: 
 
Verifique se essa afirmação é correta. 
 
3. A partir da Equação (1), obtenha as Equações (2), (3) e (4). 
 (1) 
 (2) 
 (3) 
 (4) 
 
4. Seja uma mistura binária entre CO2 e O2 em condições normais de temperatura e pressão. Sabendo-se que 
 e . Determine jA e JB*. 
Dados: ; ; . 
 
5. A fim de produzir uma configuração de queima com determinadas características num aquecedor de asfalto, o 
hidrogênio e o metano são introduzidos em extremidades opostas de um cilindro com diversas camadas de 30,48 
cm de comprimento numa câmara de combustão anular, conforme mostrado na Figura 1a. A mistura, mantida a 
uma temperatura de 25 ºC e a uma pressão total de uma atmosfera, é injetada continuamente na câmara de 
combustão, onde é queimada com uma mistura estequiométrica de oxigênio. Para manter a configuração de 
queima desejada, as pressões parciais, em atmosferas, nas extremidades do conjunto são indicadas na Figura 1b. 
Devido à geometria do conjunto, a difusão do hidrogênio e do metano pode ser supostamente unidimensional. 
Estime as velocidades de difusão dos gases. 
 
å
=
=
n
i
ij
1
0
å
=
=
n
i
iJ
1
* 0
å-=
=
n
j
jiii nwnj
1
å-=
=
n
j
jiii NxNJ
1
*
BA
A
BA
A
xcx
J
ww
j *
=
r
AABA wDj Ñ-= r
AABA xcDJ Ñ-=
*
AABAAABBAAA xcDvcxcDNNxN Ñ-=Ñ-+= *)(
A
BA
AB
BA xxx
cD
vvc Ñ-=+ )(
-1
O scm 2,02 ×=v
-1
CO scm 8,02 ×=v
-1
O gmolg 322 ×=M
-1
CO gmolg 442 ×=M 4,02O =x
 
Figura 1. Difusão equimolar de gases em contra-corrente: (a) câmara de combustão anular; (b) gradientes de 
pressão parcial em conjuntos múltiplos. 
 
6. Um sólido poroso sinterizado a base de sílica com espessura de 2 mm possui uma fração de vazios de 0,30 e 
tortuosidade igual a 4. Os poros são preenchidos com água a 298 K. Em uma face, a concentração de KCl é mantida 
a 0,1 gmol L-1 e água fresca escoa rapidamente pela outra face. Desprezando qualquer outra resistência que não 
seja no sólido poroso, calcule o fluxo difusivo do KCl no estado estacionário. Dado: DAB = 1,87x10-9 m2 s-1. 
 
7. Defina difusão no poro e difusão de Knudsen. Cite exemplos em que se aplicam estes conceitos.