Estimar a difusividade do
em ar a 740 mmHg e
. Compare com valor experimental de
. Sabe-se que a pressão é uma variável importante em sistemas gasosos. Verifique através de cálculos de que maneira ela interfere no
.
;
Passo 1
O enunciado nos pede para estimar a difusividade do dióxido de carbono em ar a
e
mmHg, comparando com o valor experimental de
,
. Para isso vamos usar a correlação de Fuller para difusão em gases, que nos permite ver também como a pressão
interfere em
.
Passo 2
A correlação de Fuller para a difusividade binária em fase gasosa é
onde
– está em
,
– em
,
– em
,
– é o peso molecular reduzido
em
,
– são os volumes de difusão de Fuller (em unidades adimensionais):
,
.
–
–
–
–
–
Passo 3
Calcular o peso molecular reduzido
:
Passo 4
Converter temperatura e pressão para as unidades da correlação:
Passo 5
Calcular
:
Passo 6
Calcular o termo de volumes de difusão:
Passo 7
Substituir tudo na correlação de Fuller:
Passo 8
Comparando com o valor experimental de
,
, vemos que a estimativa
está muito próxima.
Passo 9
Na correlação aparece claramente
. Ou seja, se a pressão crescer, a difusividade cai em proporção inversa; se a pressão diminuir,
aumenta. Por exemplo, se
fosse o padrão de
,
, teríamos
Portanto, um aumento de
na pressão reduziria
em cerca de
, e vice-versa.
Resposta
A difusividade estimada é
,
, em bom acordo com o valor experimental
,
. A dependência
mostra que, ao aumentar a pressão, a difusividade diminui na mesma proporção, e ao diminuir a pressão,
aumenta proporcionalmente.