Balance de materia en sistemas coordenados

La ley de la conservación de la materia puede, por supuesto, expresarse también en moles. La especie química A puede entrar o salir del sistema en virtud de la difusión o del movimiento global delfluido. Por otra parte, la especie A también se puede formar o destruir a causa de reacciones químicas homogéneas. Aplicando un balance de materia a una envoltura de espesor finito, de acuerdo con laEc, y haciendo tender luego las dimensiones del sistema hacia un valor infinitamente pequeño, se obtiene una ecuación diferencial, cuya solución conduce a la distribución de la especie A en el sistema.Al integrar la ecuación diferencial aparecen constantes de integración, que han de evaluarse utilizando condiciones límite, y que son muy semejantes a las que se han empleado en el transporte deenergía. (Véase 0 9.1.)
a. La concentración en una superficie puede estar especificada, por ejemplo, .
b. La densidad de flujo de materia en una superficie puede también estar determinada (si seconoce la relación NA/NB, el gradiente de concentración está fijado); por ejemplo,
N, = NA,,.
c. Si la difusión tiene lugar en un sólido, puede ocurrir que la substancia A pase desde la superficiedel sólido hasta la corriente de fluido que la rodea, de acuerdo con la ecuación


d. La velocidad de la reacción química en la superficie puede estar especificada. Por ejemplo, si la substancia Adesaparece en una superficie de acuerdo con una reacción química de primer orden, N,,o = kl”c A ; es decir, que la velocidad de desaparición en una superficie es proporcional a la concentraciónsuperficial, siendo la constante de proporcionalidad kl” una constante de velocidad de reacción química de primer orden.

DIFUSIÓN A TRAVÉS DE UNA PELíCULA GASEOSA ESTANCADA

e. Consideremos el sistemade difusión que se representa en la Fig. 17.2-1. El líquido A se está evaporando en el seno del gas B, e imaginemos que mediante un artificio es posible mantener el nivel del líquido en z = ~1. La...