Ed
há 2 semanas
Para calcular o fluxo mássico (J dif.,A) da amônia (NH₃) se difundindo em água, podemos usar a lei de Fick para a difusão, que é dada pela seguinte fórmula: \[ J_{dif.,A} = -D_{AB} \cdot \frac{dC_A}{dx} \] Onde: - \( J_{dif.,A} \) é o fluxo mássico da amônia (em kg/m²·s). - \( D_{AB} \) é o coeficiente de difusão da amônia em água (em m²/s). - \( \frac{dC_A}{dx} \) é o gradiente de concentração da amônia (em kmol/m³·m). Primeiro, precisamos converter o gradiente de concentração de kmol/m³·m para mol/m³·m, já que a massa molar está em kg/kmol. Sabemos que 1 kmol = 1000 mol, então: \[ \frac{dC_A}{dx} = -2,3 \, \text{kmol/(m³·m)} \times 1000 \, \text{mol/kmol} = -2300 \, \text{mol/(m³·m)} \] Agora, substituímos os valores na fórmula. A massa molar da amônia (MMNH₃) é 17,03 kg/kmol, então a concentração em kg/m³ pode ser obtida multiplicando a concentração em mol/m³ pela massa molar: \[ C_A = \frac{dC_A}{dx} \times MM_{NH₃} = -2300 \, \text{mol/m³} \times \frac{17,03 \, \text{kg/kmol}}{1000 \, \text{mol/kmol}} = -39,25 \, \text{kg/m³} \] Agora, substituímos os valores na equação de Fick: \[ J_{dif.,A} = - (1,6 \times 10^{-9} \, \text{m²/s}) \cdot (-2300 \, \text{mol/(m³·m)}) \] Calculando: \[ J_{dif.,A} = 1,6 \times 10^{-9} \cdot 2300 = 3,68 \times 10^{-6} \, \text{kg/m²·s} \] Portanto, o fluxo mássico \( J_{dif.,A} \) da amônia em água é aproximadamente \( 3,68 \times 10^{-6} \, \text{kg/m²·s} \).