1a Lista de Exercícios de Transferência de Massa atual

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1ª Lista de Exercícios de Transferência de Massa – EQE 476
1- Mostre que DAB = DBA para uma mistura binária.
2- Estimar DAB para o sistema metano-etano a 293K e 1 atm pelos seguintes métodos:
(a) 
em que D é dado em cm²/s, T é dado em Kelvin, P é dado em atm, a = 2,745*10-4 e b = 1,893.
(b) 
em que D é dado em cm²/s, T é dado em Kelvin, P é dado em atm e c é dado em mol/cm³.
(c) Relação de Chapman-Enskog : 
Com os parâmetros de Lennard-Jones a partir da tabela.
(d) Relação de Chapman –Enskog: 
Com os parâmetros de Lennard-Jones a partir estimada das propriedades críticas.
3- Estime DAB para uma mistura ar-cloro a 75°F e 1 atm. Trate o ar como uma substância pura. Os parâmetros de Lennard-Jones são dados na tabela. Use a Relação de Chapman-Enskog. Repita usando a equação .
4- (a) Estime a difusividade de uma solução aquosa de ácido acético a 12,5°C usando a equação de Wilke-Chang. A densidade do ácido acético puro é 0,937 g/cm³ na temperatura de ebulição. 
(b) O coeficiente de difusão de uma solução aquosa de metanol a 15°C é de cerca de 1.28*10-5 cm²/ s. Estime a difusividade da mesma solução a 100°C.
5-Qual é a taxa de evaporação em g/h de CCl3N02 (cloropicrina) para o ar a 25°C? Faça a suposição habitual de que o ar é uma substância pura.
Dados:
Pressão total - 770 milímetros de Hg
Difusividade (CCl3N02-ar) - 0,088 cm²/s
Pressão de vapor de CCl3N02 - 23,81 milímetros Hg
Distância do nível de líquido para o topo do tubo: 11,14 centímetros
Densidade de CCl3N02: 1,65 g/cm3.
Área da superfície de líquidos expostos à evaporação: 2,29 cm².
6- O cloro é absorvido a partir de um gás em uma coluna de parede molhada (wetted-wall tower) experimental, como mostrado na figura. O fluido de absorção é a água, que está se movendo com uma velocidade média de 17,7 cm/s. Qual será a taxa de absorção em mols/h, se a difusividade da fase líquida do sistema  água-cloro for 1.26*10-5 cm²/s e se a concentração de saturação de cloro na água for de 0,823 g de cloro por 100 g de água (estes são os valores experimentais de 16°C). As dimensões da coluna são dadas na figura.
7- (a) Use a equação
para estimar a taxa de absorção do CO2 (componente A) a partir de uma bolha de CO2 de 0,5 cm de diâmetro, passando através de água (componente B) pura a 18°C e a 1 atm de pressão. Os dados a serem usados são: DAB = 1,46*10-5 cm²/s, Ca0 = 0,041 mol/litro, v = 22cm/s.
(b) Recalcular a taxa de absorção, utilizando os resultados experimentais de Hammerton e Garner, que obtiveram uma média de superfície Kc de 117cm/h.
8- Ao estudar a taxa de lixiviação de uma substância A a partir de partículas sólidas por um solvente B, pode-se postular que a etapa de taxa de controle é a difusão de uma das superfícies da partícula por meio de um filme líquido estagnado com espessura de para a corrente principal. A solubilidade molar de A em B é Ca0 e a concentração no fluxo  principal é Ca.
(a) Obter uma equação diferencial para o Ca, em função de z, fazendo um balanço de massa sobre uma laje fina de espessura (delta)Z. Suponha que Dab é constante e A que um só é pouco solúvel em B. Negligencie a curvatura da partícula.
(b) Mostre que, na ausência de reação química na fase líquida, o perfil de concentração é linear.
(c) Mostre que a taxa de lixiviação é dada por: 
9. (a) Mostre que negligenciando o termo xA(NA+NB) na equação da continuidade (fluxo convectivo), obtemos:
Essa é uma aproximação frequente para baixíssimas concentrações de A.
(b) Obtenha o resultado obtido em (a) a partir da equação abaixo fazendo as aproximações apropriadas:
10. Resolva o problema de evaporação de um líquido A em um gás B a partir da equação:
(a) Primeiro, obtenha uma expressão para v *, usando a Eq. (M) da tabela 17,8-1, bem como a lei de Fick na forma de equação (D) da tabela 17,8-2.
(b) Mostre que a equação do enunciado torna-se então a seguinte equação diferencial linear de segunda ordem: 
(c) Resolva esta equação para obter o perfil de fração molar dada na equação abaixo.
11. Para um problema de absorção de gás (transferência de massa) com reação química homogênea, quais pressupostos devem ser assumidos para obtermos a equação (2) a partir da equação (1)?
(1) 
(2)