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: os fluxos difusivos molares do
e
, em mol/(
.s);
Passo 1
O enunciado pede para calcular os fluxos difusivos molares de O₂ (A) e CO₂ (B) numa mistura gasosa a 294 K e 1,52×10^5 Pa, sabendo que X_A=0,40, v_Ax=0,08 m/s e v_Bx=–0,02 m/s.
Matéria: transferência de massa em gases.
O que vamos usar:
Matéria: transferência de massa em gases.
O que vamos usar:
- Lei dos gases ideais para achar a concentração molar total
. - Definição de velocidade baricêntrica
. - Relação entre fluxo molar
, fluxo total e fluxo difusivo .
Passo 2
Primeiro, a teoria:
- Lei dos gases ideais:
é a concentração molar total (mol/m³). - Cada componente i tem fluxo molar em relação à área fixa:
- A velocidade baricêntrica (mol-average) é
O fluxo total é - O fluxo difusivo de cada espécie é
e sempre vale .
Passo 3
Vamos calcular a concentração molar total e a fração de B:
E
Passo 4
Agora a velocidade baricêntrica e o fluxo total:
Passo 5
Calculamos os fluxos molares de cada componente:
Passo 6
Finalmente, os fluxos difusivos:
Resposta
Fluxo difusivo de O₂:
Fluxo difusivo de CO₂:
Fluxo difusivo de CO₂: