Lista 5 Fenômenos de Transporte III

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Tecnológico – Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos EQA 5!" – Fen#menos de Trans$er%ncia Trans$er%ncia &&& – Turma '"5 (ro$essor) *runo A+ ,+ Carcio$i FENÔMENOS DE TRANSPORTE III – Lista 5 !+

0+

=+

Determ Determine ine a massa massa mole molecul cular ar da segu seguint intee mistur misturaa gasosa) gasosa) 55- C./ 0'0'- de 1 0./ - de .0 e "!- de  20+ Calcule/ tam34m/ as $ra6es m7ssicas das esp4cies 8ue comp6em essa mistura+ Dados) ,assa molecu molecular lar para) para) ,C. 9 0:/'!g 0:/'!g;gm ;gmol< ol< , .09=!/>>> 9=!/>>> g;gmol< g;gmol< , 10.9 !:/'! !:/'!5 5 g;gmol g;gmol<< , 20  9 0:/'!= g;gmol+ Uma Uma so solu?o a ! atm e 5' 5' oC/ contendo @'- em massa de metanol e '- em massa de etanol/ escoa com uma velocidade m4dia m7ssica igual a ! m;s+ Admitindo 8ue a velocidade m7ssica de di$us?o do metanol 4 igual a '/5 m;s/ determine) aB $luo m7ssico m7ssico di$usivo di$usivo do etanol etanol  3B A contri3ui?o convectiva molar do metanol metanol cB . $luo glo3al molar da solu?o+ Dados) ,metanol  9 !:/5:: g;gmol< , etanol 9 @/'@5 g;gmol<  metanol 9 '/":> g;cm=< etanol 9'/":" g;cm= Uma es$e es$era ra de 0 cm de de na$tal na$taleno eno est7 est7 suei sueita ta  su3lim su3lima? a?o o em ar seco seco a ! atm e "' "' oC+ Sa3ese 8ue a  press?o de vapor do na$taleno pode pode ser calculada por) log P  Avapor 

=

!'/5@

−

="0 T 

HT G

=

 K  H P  A G

=

mmHg 

Quanto tempo levar7 para 8ue a su3lima?o do na$taleno diminua em 5'- o raio da es$eraI +

Um certo certo g7s A di$ di$un unde de por uma uma pelí pelícu cula la estag estagna nada da de ar seco seco de 0 cm de pro$u pro$und ndid idad adee em um capilar/ capilar/ de !' cm de comprimen comprimento to e ! cm de diJmetro/ diJmetro/ contendo contendo 7gua+ Ao Ao atingir a 7gua/ o g7s 4 a3sorvido instantaneamente+ A $ra?o molar do g7s na 3oca do capilar 4 '/05-+ Qual ser7 a $ra?o molar de g7s A na distJncia de '/"5 cm da 3oca do capilarI Quanto tempo levar7 para 8ue a concentra?o molar de A na 7gua sea igual a '/5 mol;cm =+ Dados) DA* 9 '/'> cm 0;s+

5+

Um capilar capilar de de !0 cm est7 pree preench nchido ido at4 at4 a metade metade com aceton acetonaa KAB+ . capil capilar ar 4 mantid mantido o a 0' oC e "5'mm1g/ en8uanto uma corrente de ar seco K*B escoa so3re o topo do tu3o+ Suponha 8ue eista um $ilme gasoso estagnado so3re a acetona e 8ue a sua press?o de vapor a 0' oC 4 de !:' mm1g+ Após um intervalo de tempo consider7vel/ notase a varia?o do nível do lí8uido a partir do topo do capilar+ Determ Determine ine o tempo tempo 8ue levar7 levar7 para para 8ue o volum volumee do lí8uid lí8uido o sea sea diminu diminuído ído  metade metade++ Dados) Dados) 0 DA*9'/!'! cm ;s< acetona 9 '/">g;cm=< , acetona 95:/':g;gmol+

@+

Em um reserva reservatór tório io es$4ric es$4rico o de diJmetro diJmetro !5' !5' mm e espessur espessuraa de parede parede de  mm/ armaLen armaLenase ase um o g7s 8ue cont4m 1 0 a :5 C+ Sa3endose 8ue a press?o parcial inicial do 1 0 no reservatório 4 de !,(a e 8ue as paredes do reservatório s?o $eitas de uma liga de ao 2iCr/ 2iCr/ determine o tempo tempo necess7rio para 8ue a press?o parcial sea reduLida em !' = ,(a como resultado da di$us?o de 1 0 atrav4s da parede+ Dados) Solu3ilidade do 1 0 na liga 2iCr) S 9 >/'! mol;m =atm+ Di$usividade do 1 0 na liga a :5 oC) Da39!/'5+!'!= m0;s+ Assuma o comportamento de g7s ideal e 8ue a parede/ por ser $ina/ pode ser  aproimada por uma placa plana+ Suponha tam34m 8ue a concentra?o m7ssica de 1 0 no meio eterno 4 nula+

"+

Moc% gua guard rdou ou uma uma man manga ga den dentr tro o de um tupper-ware  de polietileno de K!'!'5B cm =  e 0 mm de espessura+ espessura+ A manga cont4m al$apinen al$apineno/ o/ uma su3stJncia vol7til respons7vel respons7vel pelo seu cheiro/ 8ue no interior do tupperNare est7 em uma concentra?o de '/'0 mol;l+ (ara 8ue possamos sentir o cheiro da

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico – Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos EQA 5!" – Fen#menos de Trans$er%ncia &&& – Turma '"5 (ro$essor) *runo A+ ,+ Carcio$i manga/ a concentra?o mínima de al$apineno deve ser de !'  mol;l+ Se voc% guardar o tupper-ware na sua geladeira de ='' litros/ depois de 8uanto tempo/ ao a3rir a geladeira/ voc% sentir7 o cheiro da mangaI Dados) Di$usividade de al$apineno em polietileno) !/0  !' @ cm0;s+ Solu3ilidade do al$a  pineno em polietileno) S 9 '/'!5 mol;KO+atmB+ Considere a geladeira a  oC e 8ue somente as super$ícies laterais e superior participam da trans$er%ncia de massa+