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Considere a difusão de hidrogênio (espécie A) em ar (espécie B) a T = 500 K e que a mistura esteja suficientemente diluída para que a densidade (ρ)...

Considere a difusão de hidrogênio (espécie A) em ar (espécie B) a T = 500 K e que a mistura esteja suficientemente diluída para que a densidade (ρ) possa ser admitida como constante. Calcule o fluxo da espécie nas bases mássica e molar se o gradiente de densidade (dρA/dx) em um local específico for igual a -3 kg/(m³.m). Dado que MMH2 = 2 kg/kmol. O fluxo na base mássica [kg/s.m²] e a base molar [kmol/s.m²] são, respectivamente: Considere a T = 500 K, que DH2,Ar = 17,1x10-5 m²/s.

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Para calcular o fluxo da espécie A (hidrogênio) nas bases mássica e molar, podemos utilizar a Lei de Fick da difusão. A fórmula geral para o fluxo difusivo é dada por: J = -D * (dρA/dx) Onde: J é o fluxo difusivo D é o coeficiente de difusão (dρA/dx) é o gradiente de densidade No caso, temos o gradiente de densidade (dρA/dx) igual a -3 kg/(m³.m) e o coeficiente de difusão (D) igual a 17,1x10-5 m²/s. Para calcular o fluxo na base mássica, utilizamos a fórmula: Jm = J * ρA Onde: Jm é o fluxo na base mássica J é o fluxo difusivo ρA é a densidade da espécie A Já para calcular o fluxo na base molar, utilizamos a fórmula: Jn = Jm / MMH2 Onde: Jn é o fluxo na base molar Jm é o fluxo na base mássica MMH2 é a massa molar do hidrogênio Substituindo os valores na fórmula, temos: J = -D * (dρA/dx) J = -17,1x10-5 m²/s * (-3 kg/(m³.m)) J = 51,3x10-5 kg/(m².s) Jm = J * ρA Jm = 51,3x10-5 kg/(m².s) * ρA Jn = Jm / MMH2 Jn = (51,3x10-5 kg/(m².s) * ρA) / 2 kg/kmol Essa é a forma geral para calcular o fluxo difusivo na base mássica e molar. Para obter o valor específico, é necessário conhecer a densidade da espécie A (hidrogênio) no local específico em questão.

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