Exercício avaliativo- difusão

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<p>Exercícios para entregar – ATIVIDADE EM DUPLAS - Difusão</p><p>ENTREGA: até quinta feira, dia 05/09/2024, as 19 horas.</p><p>OBS: O DESENVOLVIMENTO COMPLETO DEVERÁ A APRECER PARA A QUESTÃO SER CONSIDERADA.</p><p>1- Hidrogênio gasoso está armazenado a uma pressão elevada num vaso retangular com paredes de</p><p>aço com 10 mm de espessura. A concentração molar de hidrogênio no aço, na face interna do vaso é 1</p><p>kmol/m3, e a concentração molar do hidrogênio no aço, na face externa do vaso, é desprezível. O</p><p>coeficiente de difusão do hidrogênio no aço é 0,26 x 10-12 m²/s. Qual é o fluxo de difusão em base</p><p>molar, do hidrogênio através do aço? CA= 1kmol/m³. CB=0. XA=0 XB=0,010 m. D=0,26x10^-12</p><p>m²/s</p><p>J= -D((CA-CB)/(XA-XB))</p><p>J=-0,26*10^-12*(1)/(0-0,010)</p><p>J=2,6x10^-11 Kmol/m²s</p><p>2- Hidrogênio gasoso, a 10 bar e 27ºC, está num tanque esférico com 100 mm de diâmetro, com</p><p>paredes de aço de 2 mm de espessura. A concentração molar do hidrogênio no aço é 1,50 kmol/m³ na</p><p>superfície interna, e desprezível na superfície externa, enquanto o coeficiente de difusão do hidrogênio</p><p>no aço é 0,3 x 10-12 m2/s. Qual a taxa inicial de perda de massa do hidrogênio pela difusão através das</p><p>paredes do tanque? Qual a taxa inicial da queda de pressão no tanque?</p><p>A= 4*3,14*0,05^2=0,0314 m^2</p><p>V= (4/3)3,140,05^2=5,236*10^ m^3</p><p>J= 0,3*10^-12*(1,5/-0,1)=4,5*10^-12 kmol/m^(2)s</p><p>3,6*10^-14*0,0314= 1,1309*10^-15 kmol/s</p><p>Unidade curricular:</p><p>(Nome da Disciplina)</p><p>Ciência dos Materiais Turma:</p><p>Professor: Vanessa C. Brambilla Ano/semestre: Data:</p><p>Aluno(a): Lucas Pereira de Souza e Guilherme Costa Grau: A PESO 2,0</p><p>4,5*10^-12*0,0314=n</p><p>n=1,41367*10^-13 kmol/s</p><p>S=1,5/10 = 0,15 kmol/m^3 *bar</p><p>0,15 = 1</p><p>x = 5,236 *10^-4</p><p>x=7,85385*10^-5 bar/s</p><p>3- Usa-se uma delgada membrana de plástico para recolher o hélio presente numa corrente de gás. Em</p><p>condições de regime permanente, a concentração de hélio na membrana é 0,02 kmol/m3 na face</p><p>interna e 0,005 kmol/m³ na face externa da membrana. Se a espessura da membrana for 1 mm e se o</p><p>coeficiente de difusão do hélio no plástico for 10-9 m²/s, qual o fluxo de difusão.</p><p>CA= 0,02 Kmol/m³. CB= 0,005 Kmol/m³. XA= 0 XB=0,001 m D=10^-9</p><p>J= -(10^-9)*(0,02-0,005)/(0-0,001)</p><p>J= 1,5x10^-8 kmol/m²/s</p><p>4- O gás hélio está armazenado a 20°C num vaso esférico de sílica fundida (SiO2), cujo diâmetro é</p><p>0,20m e a espessura da parede é 2mm. Se o vaso for carregado inicialmente até a pressão de 4 bar,</p><p>qual é a taxa da diminuição da pressão com o tempo?</p><p>S=0,45x10^-3 kmol/m³bar</p><p>D= 0,4x10^-13 m²/s</p><p>Diâmetro= 0,20 m</p><p>Área 4x3,14x0,1²=0,12566 m²</p><p>Volume 4/3x3,14x0,1³</p><p>Pressão i= 4 bar</p><p>CB=2 mm</p><p>T=20 °C</p><p>C=S*P</p><p>C= 0,45x10^-3 kmol/m³bar*4bar</p><p>C=1,8x10^-3 kmol/m³</p><p>J=-D(CA-CB)/(XA-XB)</p><p>J=0,4x10^-3*(1,8x10^-3)/(0,002)</p><p>J= 3,6x10^-14 kmol/m²s</p><p>Para Kmol/s</p><p>3,6**10^-14*0,1256 = 4,52*10^-15 kmol/s</p><p>0,45*10^-3 = 1</p><p>x= 4,18879*10^-3 m^3</p><p>x= 1,88495*10^-6 bar/s</p>