Lista 5 - Princípios dos Processos Químicos 2021-2

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 10609-7 PRINCÍPIOS DOS PROCESSOS QUÍMICOS Turma C- Profa. Patrícia Moreira Lima Lista de Exercícios 5 (Balanços de Massa em Processos em Regime Transiente) 1. Um recipiente completamente agitado contém, no momento em que se introduz uma corrente de água pura, 450 galões de uma solução de água e 75 lbm de cloreto de sódio. Encontre a concentração do sal (g/L)ao final de uma operação de 60 min se a vazão de água que entra no tanque é de 7 gal/min e se elimina a salmoura à mesma velocidade. [Resp: 7,8 g/L] 2. Deseja-se reduzir a concentração de um ácido contido em um tanque de 150 ft3, de 21% para 1% (em massa). Para tanto, uma corrente de 3 ft3/min de água de lavagem contendo 0,2% de ácido é alimentada ao tanque e outra corrente com a mesma vazão é retirada pelo fundo do tanque. Quanto tempo será necessário para atingir a concentração desejada? Supor que a mistura do tanque é perfeita e que as densidades são constantes e iguais em todas as correntes. [Resp: 162,9 min] 3. Uma tenda hospitalar de oxigênio de 40 ft3 contém ar a 68oF e 14,7 psia. No instante t = 0, uma mistura contendo 35% de O2 e 65% de N2 (em volume) começa a ser alimentada à tenda a 60 ft3/min a 68oF e 1,3 psig, ocorrendo uma exaustão do gás presente na tenda para a pressão atmosférica e 68oF. (a) Calcule a quantidade de ar inicialmente na tenda (em lb-moles) e a vazão (em lb-moles/min) com a qual o gás está sendo admitido; (b) calcule a vazão de exaustão do ar, se o número de moles na tenda permanece constante; (c) escreva a equação do balanço de O2; (d) integre a equação do item (c) para determinar o tempo necessário para que a fração molar do oxigênio na tenda atinja 30%. [Resp: a) 0,104 lbmols; b) 0,169 lbmol/min ; c) nt.dyO2/dt = yO2,e. nt,e - yO2,s. nt,s ; d) 0,17 min