Considere a transferência de massa unidimensional para uma mistura de gasosa de O2(g) (A) e CO2(g) (B) a 294 K e pressão total de 1,52 times 10^5 Pa. São conhecidas a fração molar do O2(g), XA=0,40 e sua velocidade de deslocamento na mistura, vAx=0,08 m / s. O gás CO2(g) desloca-se com velocidade VBx=-0,02 m / s. Nessas condições, calcule: as frações massicas dos dois gases;

Passo 1

Beleza, então o que temos aqui é uma mistura gasosa unidimensional de O₂ (A) e CO₂ (B) a 294 K e 1,52·10^5 Pa. Já sabemos a fração molar de A (x_A=0,40) e as velocidades de deslocamento de cada gás na mistura: v_Ax=0,08 m/s e v_Bx=–0,02 m/s.
Conteúdo: transferência de massa em misturas gasosas (difusão) e massa-específica.
O que vamos usar: a conservação de massa na forma de soma dos fluxos massivos igual a zero, ou seja

e a definição de fração mássica .

Passo 2

Primeiro, a gente lembra que em regime estacionário e sem acumulação, o somatório dos fluxos massivos de cada espécie é zero:
jA + jB = 0 Longrightarrow rhoA,vAx + rhoB,vBx = 0
Como a densidade total wA,vAx + wB,vBx = 0 , podemos definir frações mássicas e . Dividindo a equação acima por :

Passo 3

Sabendo que wA,vAx + (1 - wA),vBx = 0 Longrightarrow wA,vAx + vBx - wA,vBx = 0 , substituímos:
wA,(vAx - vBx) = -,vBx Longrightarrow wA = -,vBx,vAx - vBx,

Passo 4

Bora calcular:
vAx = 0,08, vBx = -0,02 Longrightarrow wA = -(-0,02)0,08 - (-0,02) = 0,020,10 = 0,20
E aí .

Resposta

Fração mássica de O₂ (A):
Fração mássica de CO₂ (B):

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