Sistemas de Controle

Lista de Exercícios – Capítulo 1
Conceitos:
1. Como se pode associar a relação causa-efeito ao fenômeno de difusão?
2. Cite os aspectos mais importantes da teoria cinética dos gases e sua relação com a difusão.
3. Justifique a afirmação de Heynes (1986), que sustenta que o modo mais apropriado para escrever o fluxo difusivo em gases é: Onde PA é a pressão parcial de A.
4. Para que serve o potencial de Lennard-Jones na análise da difusão?
5. Por que o sal de cozinha se dissolve melhor em água a 40°C do que a 20°C?
6. O que difere, em termos de soluto, na análise da difusão em sólidos cristalinos e porosos?
7. Explique a difusão de Knudsen.
8. O que é difusão configuracional?
9. Qual a zeólita mais adequada para separar etano de n-hexano? Por quê?
10. No que difere a difusão em membranas poliméricas em relação à difusão em sólidos cristalinos e porosos?
Cálculos:
1. Em um sistema a P = 40 mmHg e T = 300K, estime o valor do caminho livre médio para:
a) Hidrogênio
b) Hélio
c) Argônio
2. Sabendo que o coeficiente de autodifusão do argônio a 27°C e 1 atm é 0,495 cm2/s, calcule:
a) Velocidade média molecular
b) Caminho livre médio
3. Calcule o coeficiente de difusão em gases para as seguintes situações:
a) Oxigênio em monóxido de carbono a 288 K e 1 atm
b) Metano em hidrogênio a 277 K e 1 atm
Use as correlações de Chapman-Enskog, Wilke-Lee e Fuller et al. Qual delas é mais adequada?
4. Calcule o coeficiente de difusão de amônia em nitrogênio a 0°C considerando:
a) Amônia sem polaridade
b) Admitindo a polaridade da amônia.
5. Calcule e compare com o valor tabelado, o coeficiente de difusão de vapor d´água em ar seco estagnado a 25°C e 1 atm, considerando o ar como uma mistura gasosa contendo:
78,09% de N2, 20,95% de O2, 0,93% de argônio e 0,03% de CO2.
Utilize as correlações de Wilke e Lee (1955) e de Fuller et al (1966).
6. Estime o valor do coeficiente de difusão do CO2 em ar seco estagnado a 44°C e 1 atm, sabendo que seu valor a 3°C é