Question

Balanços materiais permitem uma melhor compreensão acerca de um processo, na essência, é semelhante à contabilidade, mas usa-se matéria no lugar de dinheiro. Cálculos de balanço material são indispensáveis para se compreender processos e são sempre baseados na forma geral das equações de balanço.

Adaptado de ORGEDA, R.; YOSHI, C. M. H. Fenômenos de Transporte. Maringá-PR.: Unicesumar, 2020.

Um processo precisa produzir 350 libras/hora de uma solução com 15% de sua massa composta por cloreto de potássio (KCl) e o restante água (corrente P). Para isso, deve-se misturar uma solução a 1,1% de KCl (corrente F) e o próprio sal puro seco (corrente M). Qual deve ser a quantidade, em libras/hora, das correntes F e M, respectivamente?

Alternativas
Alternativa 1:
294,3 e 55,7

Alternativa 2:
294,3 e 49,2

Alternativa 3:
300,8 e 49,2

Alternativa 4:
300,8 e 32,2

Alternativa 5:
317,8 e 32,2

Answer 1

Os fluxos de F e M são, respectivamente, 300,8 e 49,2 libras/hora (Alternativa 3).

Considerando os fluxos de entrada e saída, podemos escrever que:

F + M = P

F = 350 - M

Considerando também a concentração mássica de KCl dos fluxos, temos que:

0,011F + M = 0,15.350

0,011F + M = 52,5

Substituindo a primeira equação, temos que:

0,011.(350 - M) + M = 52,5

3,85 - 0,011M + M = 52,5

0,989M = 48,65

M = 48,65 ÷ 0,989

M = 49,2 libras/hora

Sendo que:

F = 350 - 49,2

F = 300,8 libras/hora

Espero ter ajudado!