Considere a transferência de massa unidimensional para uma mistura de gasosa de
(A) e
(B) a 294 K e pressão total de
Pa. São conhecidas a fração molar do
e sua velocidade de deslocamento na mistura,
. O gás
desloca-se com velocidade
. Nessas condições, calcule: As concentrações mássicas de
(A) e
e a concentração mássica da mistura, em
;
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que a gente tem uma mistura gasosa de O₂ (A) e CO₂ (B) a 294 K e pressão total de 1,52×10⁵ Pa. A fração molar de O₂ é X_A=0,40 e as velocidades dos gases são dadas, mas, pra calcular concentração mássica a gente só vai usar a Lei dos Gases Ideais. O que precisamos:
- Lei dos Gases Ideais:
, pra achar a concentração molar total . - Moles/mol: massa molar de A
e de B . - Frações molares
e . - A ideia de concentração mássica:
.
Passo 2
Primeiro vamos achar a concentração molar total
usando a Lei dos Gases Ideais em forma de densidade molar:
onde
-
Pa -
J/(mol·K) -
K
Logo:
Passo 3
Agora calculamos a concentração mássica de O₂ (A):
Substituindo:
Passo 4
A fração molar de CO₂ (B) é
. A concentração mássica de B é:
Passo 5
Pra achar a concentração mássica da mistura, é só somar as duas:
Resposta
Concentração mássica de O₂:
Concentração mássica de CO₂:
Concentração mássica da mistura:
Concentração mássica de CO₂:
Concentração mássica da mistura: