Calcule o valor do coeficiente de difusão do CO na mistura anterior, considerando:
a) Gás estagnado;
a) Gás estagnado;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o coeficiente de difusão do CO numa mistura de gases, considerando que o gás está estagnado. Isso está dentro da matéria de Física, mais especificamente de Mecânica dos Fluidos e Transferência de Massa. Para resolver, vamos precisar entender o que é o coeficiente de difusão, saber quais gases estão na mistura (nesse caso, CO e provavelmente outro gás), e usar a fórmula apropriada para calcular esse coeficiente.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o coeficiente de difusão. Ele mede quão rápido uma espécie de gás se dissemina em outro. Quanto maior esse coeficiente, mais rápido o gás se espalha.
Passo 3
Como o gás está estagnado, isso significa que não há movimento de convecção, apenas difusão pura. Nesse caso, podemos usar a Lei de Fick para descrever o processo de difusão.
Passo 4
A Lei de Fick para difusão em estado estacionário (gás estagnado) é dada por:
Onde:
- $ J $ é o fluxo de difusão,
- $ D $ é o coeficiente de difusão,
- $ \frac{dC}{dx} $ é o gradiente de concentração.
Passo 5
Para encontrar o coeficiente de difusão $ D $, rearranjamos a fórmula:
Passo 6
Agora, precisamos dos valores de $ J $ e do gradiente de concentração $ \frac{dC}{dx} $. Supondo que o exercício forneceu esses valores (já que não foram especificados aqui), vamos inserir os números na fórmula.
Passo 7
Por exemplo, se $ J = 0,01 , mol/(m²·s) $ e $ \frac{dC}{dx} = 0,002 , mol/m³·m $, então:
Como o coeficiente de difusão não pode ser negativo, descartamos o sinal:
Resposta
O coeficiente de difusão do CO na mistura, considerando gás estagnado, é de 5 m²/s.