É conhecido o valor de
para o sistema gasoso pseudo-binário
-ar a
e 1 atm . Obtenha a difusidade para este par de gases nas seguintes condições:
e 3 atm .
Passo 1
Beleza! A questão diz que a difusividade de CO₂ no ar (sistema pseudo-binário) a 0 °C e 1 atm é
A matéria envolvida é transferência de massa por difusão em gases. O objetivo é achar a nova difusividade nas mesmas 0 °C, mas agora a 3 atm. Para isso vamos precisar da relação básica de como D varia com pressão (e temperatura, mas aqui T é igual nos dois casos), que vem da teoria cinética de gases.
Passo 2
Teoria por trás:
- Em gases, a difusividade
depende de temperatura e pressão segundo a lei de Chapman–Enskog: onde é a massa molar reduzida e é um fator de colisão (praticamente constante se T não mudar). - Aqui a temperatura continua 0 °C nos dois casos, então
, e não se alteram. Sobram só as pressões. - Logo dá pra usar a regra prática:
Passo 3
Aplicando ao nosso problema:
- Caso 1:
a . - Caso 2: queremos
a .
Pela proporcionalidade:
Resposta
A difusividade de CO₂ no ar a 0 °C e 3 atm é