Exercícios de Transferência de Massa

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Exercícios 1 – Transferência de Massa
1) Estime o coeficiente de difusão do oxigênio em monóxido de carbono a 250C e pressão atmosférica. Compare este valor com o valor experimental reportado na Tabela J.1.
2) Determine a difusividade do metano em ar usando a equação de Hirschfelder. O ar está a 1270C e pressão de 0,5 atm.
Estime o coeficiente de difusão da amônia em água (μ = 1,15 centiPoise) a 150C usando a equação de Wilke-Chang e compare o resultado com o valor experimental reportado na Tabela J.2.
Gás nitrogênio é mantido a 3 bar e 1 bar nos lados opostos de uma membrana plástica, cuja espessura é 0,3 mm. A temperatura é 250C, e o coeficiente de difusão binária do nitrogênio no plástico é 8,7.10-8 m2/s. Sabe-se que as concentrações molares do nitrogênio são 4,5.10-3 kmol/m3 a 3 bar e 1,5.10-3 kmol/m3 a 1 bar. Qual o fluxo de massa difusivo do nitrogênio, em base molar e em base mássica, através da membrana?
Uma membrana fina de plástico é utilizada para separar hélio de uma corrente de gás. Em condições de regime estacionário, a concentração de He na membrana é 0,02 e 0,005 kmol/m3 nas superfícies interna e externa, respectivamente. Se a espessura da membrana é 1 mm e o coeficiente de difusão binária do He em relação ao plástico é 10-9 m2/s, qual é o fluxo difusivo?
Usa-se uma célula de Arnold para determinar a difusividade do vapor de água no ar, partindo das seguintes informações: 
A célula é mantida a 540C e 1 atm, e o ar circula sobre uma substância higroscópica, de forma que a concentração de vapor de água no ar é zero. Para o nível da água baixar de 13 cm até 15,5 cm, abaixo da extremidade superior, decorrem 292h. Sabemos que a pressão de vapor é 115,51 mmHg. Determine a difusividade do vapor de água no ar.
Têm-se dióxido de carbono e nitrogênio em difusão contrária equimolar em um tubo cujo comprimento e diâmetro são 2 m e 40 mm, respectivamente. O sistema está a uma pressão total de 1 atm e T = 250C. As extremidades do tubo são conectadas a grandes câmaras nas quais as concentrações das espécies são mantidas a valores fixados. A pressão parcial do CO2 em uma extremidade é de 250 mmHg, enquanto na outra extremidade é de 80 mmHg. Qual é a taxa de transferência de massa de CO2 através do tubo?
8) Partindo da lei de Fick para uma mistura gasosa AB, prove que: DAB = DBA