a) Determine a vazão mássica de água, em kg/h, que deve ser adicionada para que a solução final atinja a concentração desejada de 5%.

Cálculos de balanço material são indispensáveis para se compreender problemas de fenômenos de transporte, tanto simples quanto complexos (Yoshi; Orgeda, 2020).

Fonte: YOSHI, H. C. M. H.; ORGEDA, Ro. Fenômenos de Transporte. Maringá: Unicesumar, 2020.
 
Uma planta química utiliza um misturador contínuo para preparar uma solução de limpeza ácida destinada à sanitização de tubulações. O processo opera em regime permanente e combina duas correntes de entrada para gerar um produto final homogêneo, conforme os dados técnicos a seguir:
 
– Corrente 1 (Solução Concentrada): vazão mássica de 100 kg/h; concentração de ácido em base mássica de 20%.
– Corrente 2 (Água de Diluição): água pura.
– Corrente 3 (Produto Final): solução de ácido diluído na concentração desejada de 5% em base mássica.
 
O fluxograma do processo está representado a seguir:
 


Figura 1 – Diagrama do processo para balanço de massa
Fonte: gerada por Gemini em 26 mar. 2026.

Utilizando os princípios de Balanço Global e Balanço por Componente, realize os seguintes cálculos:
 
a) Determine a vazão mássica de água, em kg/h, que deve ser adicionada para que a solução final atinja a concentração desejada de 5%.
 
b) Se a equipe de manutenção solicitar a produção de um lote total de 2.000 kg dessa solução diluída para uma limpeza de grande escala, quanto tempo (em horas) o misturador levará para completar essa tarefa?
 
c) Mantendo a entrada de 100 kg/h de ácido concentrado e a água em 300 kg/h, qual a concentração de ácido necessária na Corrente 1 para que o produto final saia com concentração final de 10%?