- Calcule o fluxo molar do hidrogènio, sabendo que ele difunde em um capilar
de comprimento que une dois reservatórios, um deles contendo nitrogênio. O sistema encontra-se a uma temperatura de
e pressão de 1 atm . A pressão parcial do hidrogênio em um dos reservatórios é de 110 mmHg e no outro de 20 mmHg .
Dados:
, considere desprezivel a ação da gravidade.
na temperatura de 288 K .
Valor:
pontos
Dados:
Valor:
Passo 1
O enunciado pede o fluxo molar de hidrogênio por difusão molecular num capilar de comprimento
cm que une dois reservatórios à mesma pressão total de 1 atm e temperatura de
C (
K). Num regime de contra-difusão equimolar e pressão total constante, usamos a lei de Fick para gases:
Precisamos:
- converter as pressões parciais de mmHg para atm;
- corrigir
de 288 K para 303 K; - aplicar a expressão acima para obter
(fluxo por unidade de área).
Passo 2
Converter as pressões parciais de hidrogênio em atm e calcular a diferença:
Passo 3
Corrigir o coeficiente de difusão de 288 K para 303 K usando a relação
:
Passo 4
Relembrar a constante dos gases no sistema de unidades dado:
Passo 5
Aplicar a lei de Fick em termos de diferença de pressão parcial:
O sinal negativo indica que o fluxo é do reservatório de maior para o de menor pressão.