mecflu

Lista de Exercícios – Capítulo 5
Conceitos:
1. Por que a difusão em regime transiente é encontrada nas operações em batelada e no início de processos contínuos?
2. O que significa resistência externa desprezível? Dê exemplos.
3. Interprete física e matematicamente a diferença entre difusão em regime transiente com e sem resistência externa.
4. Para armazenar certo tipo de madeira é necessário manter o seu teor de umidade em um valor pré-determinado. A madeira é então sujeita à secagem, sendo que a umidade na sua superfície atinge um valor constante muito rapidamente. No inicio a umidade está uniformemente distribuída na madeira. Conhecendo a difusividade efetiva da água na madeira, determine o tempo de secagem, considerando:
a) Uma placa extremamente fina onde x1 = espessura, y1 = largura, z1 = comprimento;
b) Um paralelepípedo com uma das faces isoladas à transferência de massa, onde x1 = espessura, y1 = largura, z1 = comprimento;
c) Um cilindro com as extremidades sujeitas à transferência de massa, onde z1 = comprimento, r1 = raio.

Cálculos:
1. Calcule o tempo necessário para que uma membrana gelatinosa de 2 mm de espessura adsorva 58 g de álcool / l de gel de um determinado álcool presente em uma solução de 95 g de álcool / l de solução. Sabe-se que a concentração inicial do soluto no gel é nula e que BiM = 0,5; Kp; 0,95 l de solução/ l de gel; Def = 6,0 x 10-6 cm2/s.
2. Um material poroso que apresenta inicialmente 20% de soluto em fração mássica é submetido à dessorção desse soluto por uma corrente gasosa isenta do difundente. Passado certo tempo verificou-se que no centro do material havia 2% de soluto. Sabendo que a resistência externa à transferência de massa é igual à resistência interna e que a difusividade é de 2,0 x 10-3 cm2/h, calcule o tempo de exposição do material à corrente gasosa nas seguintes situações:
a) Placa plana infinita de 2 mm de espessura;
b) Esfera de 2 mm de diâmetro;
c) Cilindro infinito de 2 mm de diâmetro.
3. As