Calcule o valor do coeficiente de difusão do CO na mistura anterior, considerando:
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:
J = -D dCdx
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:
D

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:
J = 0,01 , mol/(m²·s) ²
Como o coeficiente de difusão não pode ser negativo, descartamos o sinal:
dCdx = 0,002 , mol/m³·m ²

Resposta

O coeficiente de difusão do CO na mistura, considerando gás estagnado, é de 5 m²/s.

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