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Uma das principais aplicações do paládio é na indústria automotiva, onde é utilizado em catalisadores para reduzir as emissões de gases poluentes n...

Uma das principais aplicações do paládio é na indústria automotiva, onde é utilizado em catalisadores para reduzir as emissões de gases poluentes nos carros. O paládio é um metal com alta capacidade de armazenar hidrogênio, tornando-o útil para reduzir as emissões de gases de escape dos veículos a combustão. Imagine que na saída da corrente gasosa de um motor existe uma placa de paládio de 5 mm de espessura e área de 0,25 m . Essa placa é aquecida a 400 °C, e essa corrente, composta por CO, CO e H e vapor d’água, é pressurizada contra essa placa. O coeficiente de difusão do hidrogênio em paládio é D (400°C) = 1,5x10 m /s e a concentração de H no lado da placa de alta pressão é de 3,0 KgH /m Pd enquanto que no de baixa pressão é 0,6 KgH /m Pd. Esse processo de difusão ocorre em estado estacionário. O H é purificado por difundir-se mais rapidamente que os demais gases, atingindo a outra face da lâmina que está mantida sob pressão atmosférica mais rapidamente. Assinale a alternativa que contém o fluxo de difusão do H nesse processo de purificação.
a. 1,2 x 10 kg/s
b. 1,8 x 10 kg/s
c. 2,3 x 10 kg/s
d. 2,6 x 10 kg/s
e. 1,5 x 10 kg/s

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FENOMENOS DE TRANSPORTE ATIV 2
7 pág.

Fenômenos de Transporte I Grau TécnicoGrau Técnico

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Para calcular o fluxo de difusão do H, podemos utilizar a Lei de Fick, que relaciona o fluxo de difusão com o coeficiente de difusão, a área da placa, a diferença de concentração e a espessura da placa. A equação é dada por: J = -D * A * (dC/dx) Onde: J = fluxo de difusão D = coeficiente de difusão A = área da placa dC/dx = variação da concentração em relação à distância (espessura da placa) Substituindo os valores dados na questão, temos: J = -1,5x10^-9 * 0,25 * ((3,0 - 0,6)/0,005) J = -1,5x10^-9 * 0,25 * 480 J = -0,000225 kg/s Como o fluxo de difusão é uma grandeza vetorial, devemos considerar apenas o seu valor absoluto, que é 0,000225 kg/s. Portanto, a alternativa correta é a letra A) 1,2 x 10^-4 kg/s.

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