Estime as difusividades das seguintes misturas gasosas. Quando pertinente, compare o valor encontrado usando o modelo com o valor experimental.
tolveno-ar, 1 atm e
. Valor experimental, Dtolueno-ar
(Gilliland, Ind. Eng. Chem. 26, 681 (1934)).
tolveno-ar, 1 atm e
Passo 1
O enunciado pede para estimar a difusividade de tolueno em ar à pressão de
atm e temperatura de
C. O conteúdo aqui é difusão molecular em gases binários, e usaremos o modelo de Chapman–Enskog para estimar
. Para isso precisamos de
. massas moleculares de tolueno (
) e ar (
),
. parâmetros de Lennard-Jones
e
de cada componente,
. regras de mistura para obter
e
,
. cálculo do integral de colisão
,
. aplicação da expressão de Chapman–Enskog
Passo 2
Coletamos os dados físicos:
parâmetros de Lennard-Jones (da literatura):
Passo 3
Aplicamos as regras de mistura de Lorentz–Berthelot:
Passo 4
Calculamos a temperatura reduzida e escolhemos o integral de colisão aproximado:
De tabelas de Hirschfelder ou correlações de
, para
temos
Passo 5
Agora usamos a fórmula de Chapman–Enskog:
Vamos calcular em etapas:
Resposta
A difusividade estimada pelo modelo de Chapman–Enskog é
que compara-se com o valor experimental de
, ficando cerca de
% abaixo do observado.