Considerando que os processos transferência de calor por condução e transferência de massa por difusão podem ser quantificados mediante o uso de leis, assinale a afirmativa INCORRETA.
- A)O processo de transferência de massa por difusão pode ser quantificado por meio da equação de taxa apropriada conhecida como Lei de Fick.
Correta, porque a difusão de massa é quantificada pela Lei de Fick.
- B)O processo de transferência de calor por condução pode ser quantificado por meio da equação de taxa apropriada conhecida como Lei de Fourier.
Correta, porque a condução de calor é quantificada pela Lei de Fourier.
- C)Considerando a transferência de calor por condução em condições de estado estacionário, a condutividade térmica, uma propriedade importante dos fenômenos de transporte, relaciona o vetor taxa de transferência de calor por unidade de área ao vetor gradiente de temperatura.
Correta, porque na condução em regime estacionário a condutividade térmica relaciona o fluxo de calor ao gradiente de temperatura.
- D)A medida do fluxo de calor por condução pode ser apresentada em joules por segundo por unidade de área perpendicular à direção de transferência, ou seja, ao passo que a medida do fluxo mássico difusivo de uma dada espécie pode ser apresentada em metros ao quadrado por segundo, ou seja, .
Incorreta, porque a unidade de fluxo de calor por condução é W/m2, enquanto o fluxo mássico difusivo não é medido em m2/s, e sim em kg/(m2.s).
- E)Considerando a transferência de massa por difusão em condições de estado estacionário, o coeficiente de difusão binária ou difusividade mássica, uma propriedade importante dos fenômenos de transporte, relaciona o vetor taxa de transferência de massa de uma dada espécie A por unidade de área ao produto do vetor gradiente da fração mássica da espécie A e a massa específica de uma mistura binária A e B.
Correta, porque em regime estacionário a difusividade binária aparece na relação entre o fluxo difusivo, o gradiente de concentração ou fração mássica e a densidade da mistura.
Gabarito: D
Nesta questão, a banca cobra um clássico de Fenômenos de Transporte: cada processo tem sua lei-base e sua forma de medir o fluxo. Na condução de calor, a referência é a Lei de Fourier; na difusão de massa, a referência é a Lei de Fick. Até aqui, tudo bem e bem cobrado em prova, porque é a dupla dinâmica do assunto. Em termos práticos, o fluxo de calor por condução é uma taxa de energia por área, então sua unidade é W/m2, isto é, J/s por metro quadrado. Já o fluxo mássico difusivo é uma taxa de massa por área e tempo, com unidade típica de kg/(m2.s). Repare que não é m2/s: isso seria unidade de difusividade, e não de fluxo. Por isso, a alternativa D está incorreta. Ela mistura grandezas diferentes e troca a unidade do fluxo mássico difusivo pela unidade da difusividade mássica. Em outras palavras: uma coisa é o que está passando, outra coisa é o quão fácil isso passa. Na prova, essa troca costuma ser a armadilha favorita. Se você guardar a lógica física, a questão fica simples: calor por condução segue Fourier, massa por difusão segue Fick, fluxo térmico tem unidade de potência por área, e fluxo difusivo tem unidade de massa por área e tempo. A banca CONSULPLAN gosta justamente dessa conferência de conceito com unidade, sem dó nem piedade.