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UEM / CTC / DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
5286 – 02 TRANSFERÊNCIA DE MASSA
ASSUNTO: TRANSPORTE MOLECULAR DE MATÉRIA – COEFICIENTE DE DIFUSÃO
LISTA 1
Questões:
1. O que é difusão? Que fatores podem dar origem à difusão?
2. Porque é necessário especificar uma velocidade de referência ao fornecer dados de velocidade de difusão?
5. Demonstrar que DAB = DBA
Problemas:
Uma mistura de gases nobres, contendo hélio, argônio e xenônio, está numa pressão total de 1,7x105Pa e 300K.
Se a mistura tem frações molares iguais de cada um dos gases, determine:
A composição em termos de fração mássica
A concentração molar
A densidade mássica
Se a mistura tem frações mássicas iguais de cada um dos gases, determine:
As frações molares correspondentes
O peso molecular médio da mistura gasosa.
Gás natural liquefeito (GNL) tem a seguinte composição comercial:
Metano CH4			93,5% molar
Etano C2H6			4,6%
Propano C3H8			1,2%
Dióxido de Carbono CO2	0,7%
Determine:
A fração mássica do metano
O peso molecular médio da mistura GNL
A densidade do gás quando aquecido a 207K e 1,4x105Pa
A pressão parcial do metano quando a pressão total no sistema é 1,4x105Pa
A fração mássica do dióxido de carbono em ppm
Uma mistura gasosa numa pressão de 1,5x105Pa e 295K contem 20% de H2, 40% de O2 e 40% de H2O em volume. As velocidades absolutas de cada espécie são –10m/s, -2m/s e 12m/s, respectivamente, todas na direção do eixo z.
Determine a velocidade mássica média, velocidade molar média para a mistura.
Determine os fluxos: nO2, NO2, jO2, JO2
Determine a difusividade do dióxido de carbono através da mistura gasosa tendo a seguinte composição:
O2	7%
CO	10%
CO2	15%
N2	68%
A mistura gasosa está a 273K e 1,5x105Pa.
Propõe-se uma torre de absorção para eliminar, de maneira seletiva, a contaminação de sulfureto de hidrogênio e dióxido de enxofre presentes numa corrente de gases de escape. Um dos parâmetros de projeto, o número de Schmidt, requer o conhecimento da difusividade da espécie gasosa no ar atmosférico circundante. Calcule a difusividade do sulfureto de hidrogênio no ar e do dióxido de enxofre no ar a 1,013.105 Pa e 473 K, usando a equação de Hirschfelder, Bird e Spotz. Compare o valor calculado com o valor experimental (Apêndice J – Welty) na temperatura e pressão estipuladas. As propriedades críticas do sulfureto de hidrogênio são: TC = 460,9 k; PC = 33,35.105 Pa; VC = 3,07.104 m3/mol
Determine os valores das seguintes difusividades dos gases:
Argônio/nitrogênio a 298 K e 3.105Pa
Monóxido de carbono/ar a 298 K e 2.105Pa
Dióxido de carbono/ar a 298 K e 2,5.105Pa
Álcool propílico/ar a 300 K e 1,013.105Pa
Acetona/ar a 298 K e 1,013.105Pa
Iodo/iodo a 298 K e 2,5.105Pa
Calcule a difusividade do n-butanol em água a 10oC, usando as equações recomendadas para o caso de solventes orgânicos. Compare o resultado com o do apêndice J2.
A difusividade líquida do tetracloreto de carbono em metanol medida por Reid & Sherwood foi de 1,7.10-9 m2/s a 288 K. calcule o parâmetro de associação do metanol, usando este valor experimental. A viscosidade do metanol a 288 K é de 0,62 cp.
Os processos de transferência de gás são operacionais em vários sistemas de tratamento de água potável e negra. Muitas vezes a água é aerada para remover gases indesejáveis e aumentar o nível de oxigênio. Use a correlação de Wilke –Chang para calcular a difusividade do líquido ‘
Os processos de transferência de gás estão operacionais em vários sistemas de tratamento de água potável e preto. Muitas vezes a água é aerada para remover gases indesables e aumentar o nível de oxigénio. Use a correlação de Wilke-Chang para predizer a difusividade ar na água a 20oC e 1 atm.