Question
A purificação do gás hidrogênio por difusão através de uma chapa de paládio foi discutida na Seção 5.3. Calcu- le o número de quilogramas de hidrogênio que passa a cada hora através de uma chapa de paládio com 5 mm de espessura e que possui uma área de 0,20m^2 , estando o sistema a 500^circ C . Considere um coeficiente de difusão de 1,0times 10^-8m^2/s , que as concentrações de hidrogênio nos lados com alta e baixa pressão sejam de 2,4 e 0,6 kg de hidrogênio por metro cúbico de paládio,respectivamen- te, e que condições de estado estacionário tenham sido atingidas.
Solution
4.7
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Leonardo
Profissional · Tutor por 6 anos
Resposta
Para calcular o número de quilogramas de hidrogênio que passa a cada hora através da chapa de paládio, podemos usar a fórmula da difusão:J = -D * (dC/dr)Onde:J é a difusão de hidrogênio (kg/s)D é o coeficiente de difusão (m²/s)dC/dr é a taxa de variação da concentração de hidrogênio (kg/m³)Dado que as concentrações de hidrogênio nos lados com alta e baixa pressão são de 2,4 e 0,6 kg/m³, respectivamente, podemos calcular a taxa de variação da concentração:dC/dr = (2,4 - 0,6) / 0,005 = 400 kg/m³Substituindo os valores na fórmula da difusão, temos:J = -1,0 x 10⁻⁸ m²/s * 400 kg/m³ = -4,0 x 10⁻⁶ kg/sComo estamos interessados no número de quilogramas de hidrogênio que passa a cada hora, podemos multiplicar a difusão por 3600 s/h:Fluxo de hidrogênio = J * 3600 s/h = -4,0 x 10⁻⁶ kg/s * 3600 s/h = -1,44 x 10⁻² kg/hPortanto, o número de quilogramas de hidrogênio que passa a cada hora através da chapa de paládio é de aproximadamente 0,0144 kg/h.