Questão Transfmassa 2021-2

1) Considere a demonstração representada na figura a seguir. Considere a reação instantânea na fase gasosa e ocorrendo na presença de um componente gasoso inerte (I) e que as duas extremidades contem algodão embebido por soluções contendo os componentes voláteis representados na figura. O processo ocorre em regime estabelecido, temperatura é constante e a fase gasosa pode ser considerada ideal. a) Esquematize os perfis de concentração para a fase gasosa. b) Escreva as equações para a transferência de massa admitindo que os coeficientes de difusão sejam conhecidos e constantes. O comprimento do tubo pode ser considerado como L. c) Escreva as condições de amarração e contorno necessárias para o cálculo do fluxo dos componentes. d) Caso a reação não seja considerada instantânea, descreva quais considerações anteriores não se mantêm e como deveria proceder para equacionar e resolver o problema. 2) Um tubo de ensaio com 2,0 cm de diâmetro e 20 cm de comprimento é preenchido, com n-hexano, até uma altura de 16 cm, medida a partir de sua base. Sabendo-se que a temperatura do laboratório é de 27ºC; que a pressão atmosférica é 0,985 atm; que a pressão de vapor do hexano nesta temperatura é 0,16 atm, e que a densidade do n-hexano é ρ = 660 kg/m³ pede-se: a) Efetuar um balanço de massa e obter a equação diferencial cuja solução fornece o perfil de concentração do n-hexano na região do tubo inicialmente preenchido com ar, admitindo que o ar é insolúvel no n-hexano e que o nível de n-hexano no tubo possa ser considerado constante. b) Estabelecer as condições de contorno relevantes ao problema e obter o referido perfil de concentração. c) Determinar uma expressão para o fluxo molar instantâneo de n-hexano. d) Calcular o tempo necessário para que o nível de n-hexano abaixe 0,5 mm, admitindo-se que a evaporação ocorra em regime estabelecido. O coeficiente de difusão do n-hexano na temperatura do experimento é 9,3 x 10⁻⁶ m²/s. Dado: R = 82,06 \frac{atm.cm³}{ºK.gmol} Obs:Justificar todas as hipóteses e efetuar todas as etapas do desenvolvimento do problema.