Gás hélio é armazenado a 293 K e 500 kPa em um tanque esférico de 1 cm de espessura e 2 m de diâmetro interno de sílica fundida (SiO2). A área onde...

Para determinar a vazão mássica do hélio por difusão através do tanque, podemos utilizar a Lei de Fick. A fórmula para calcular a vazão mássica por difusão é dada por: m_dot = -D * A * (dC/dx) Onde: m_dot é a vazão mássica (kg/s) D é a difusividade do hélio em sílica fundida (m²/s) A é a área de transferência de massa (m²) dC/dx é o gradiente de concentração (kmol/m³) Primeiro, precisamos calcular a área de transferência de massa. O tanque é esférico, então podemos usar a fórmula da área da superfície de uma esfera: A = 4πr² O diâmetro interno do tanque é de 2 m, então o raio é de 1 m. Portanto, a área de transferência de massa é: A = 4π(1)² = 4π m² Agora, podemos calcular a vazão mássica utilizando os valores fornecidos: m_dot = -D * A * (dC/dx) m_dot = - (4×10^-14 m²/s) * (4π m²) * (0,00045 kmol/m³.bar) m_dot = - (4×10^-14 m²/s) * (4π m²) * (0,00045 kmol/m³ * 500 kPa) m_dot = - (4×10^-14 m²/s) * (4π m²) * (0,00045 kmol/m³ * 500000 Pa) m_dot = - (4×10^-14 m²/s) * (4π m²) * (0,00045 kmol/m³ * 500000 N/m²) m_dot = - (4×10^-14 m²/s) * (4π m²) * (0,00045 * 500000) kg/s Calculando essa expressão, encontramos a vazão mássica do hélio por difusão através do tanque.