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Em um processo industrial, um fluido escoa sobre uma superfície onde a concentração molar de uma substância A (CA,S) é diferente da concentração na corrente livre (CA,∞). Essa diferença de concentração provoca a transferência da espécie A por convecção. Para quantificar essa transferência, um engenheiro precisa utilizar o conceito de camada-limite de concentração, análogo às camadas-limites de velocidade e térmica. Assinale a alternativa correta sobre a camada-limite de concentração e a transferência de massa por convecção. A A espessura da camada-limite de concentração (δc) é a região do fluido onde existem gradientes de velocidade devido à concentração. B O coeficiente de transferência de massa por convecção (hm) tem unidades de (W/(m2⋅K)), similar ao coeficiente de transferência de calor. C Para o cálculo de transferência de massa, a concentração molar na superfície (CA,S) não é necessária, apenas a concentração na corrente livre. D O fluxo molar da substância A (NA′′) é associado à transferência por convecção e é dado pela lei de Newton para o resfriamento. E A lei que rege o fluxo molar
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Jackson Alison

mês passado

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mês passado

Vamos analisar as alternativas com base nos conceitos de transferência de massa por convecção e camada-limite de concentração: A) "A espessura da camada-limite de concentração (δc) é a região do fluido onde existem gradientes de velocidade devido à concentração." Incorreto. A camada-limite de concentração é a região onde ocorrem gradientes de concentração, não de velocidade. Gradientes de velocidade ocorrem na camada-limite de velocidade. B) "O coeficiente de transferência de massa por convecção (hm) tem unidades de (W/(m²⋅K)), similar ao coeficiente de transferência de calor." Incorreto. O coeficiente de transferência de massa tem unidades de velocidade (m/s), pois relaciona fluxo molar com diferença de concentração, diferente do coeficiente de transferência de calor. C) "Para o cálculo de transferência de massa, a concentração molar na superfície (CA,S) não é necessária, apenas a concentração na corrente livre." Incorreto. A diferença entre a concentração na superfície (CA,S) e na corrente livre (CA,∞) é fundamental para calcular o fluxo de massa. D) "O fluxo molar da substância A (NA′′) é associado à transferência por convecção e é dado pela lei de Newton para o resfriamento." Correto. A transferência de massa por convecção é análoga à transferência de calor e pode ser expressa por uma lei similar à lei de Newton para resfriamento: NA′′ = hm (CA,∞ - CA,S) E) "A lei que rege o fluxo molar" (alternativa incompleta) Incompleta, não pode ser considerada. Portanto, a alternativa correta é a D.

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