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.

Para calcular o número de quilogramas de hidrogênio que passa a cada hora através da chapa de paládio, podemos usar a fórmula da difusão:<br /><br />J = -D * (dC/dr)<br /><br />Onde:<br />J é a difusão de hidrogênio (kg/s)<br />D é o coeficiente de difusão (m²/s)<br />dC/dr é a taxa de variação da concentração de hidrogênio (kg/m³)<br /><br />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:<br /><br />dC/dr = (2,4 - 0,6) / 0,005 = 400 kg/m³<br /><br />Substituindo os valores na fórmula da difusão, temos:<br /><br />J = -1,0 x 10⁻⁸ m²/s * 400 kg/m³ = -4,0 x 10⁻⁶ kg/s<br /><br />Como estamos interessados no número de quilogramas de hidrogênio que passa a cada hora, podemos multiplicar a difusão por 3600 s/h:<br /><br />Fluxo de hidrogênio = J * 3600 s/h = -4,0 x 10⁻⁶ kg/s * 3600 s/h = -1,44 x 10⁻² kg/h<br /><br />Portanto, o número de quilogramas de hidrogênio que passa a cada hora através da chapa de paládio é de aproximadamente 0,0144 kg/h.