EXEMPLO: Difusão gasosa de oxigênio
- nitrogênio
Numa mistura gasosa de oxigênio-nitrogênio a 1 atm e
contida entre dois planos separados pela distância
, as concentrações de oxigênio nos dois planos são 10 e 20% (por volume). Calcule o fluxo de oxigênio para as seguintes situações:
nitrogênio estacionário;
nitrogênio estacionário;
Passo 1
O enunciado descreve a difusão de oxigênio (
) em nitrogênio (
) a
atm e
entre dois planos separados por
mm, com frações molares de
iguais a
e
nos dois planos. Como o nitrogênio está estacionário (
), vamos usar a forma integrada da equação de Stefan–Maxwell para componente difusor em meio estacionário.
Passo 2
Calculamos primeiro a concentração molar total do gás ideal:
Substituindo
Pa,
J/(mo
) e
K, obtemos
Passo 3
Para difusão binária com o segundo componente estacionário, o fluxo molar de
é dado por
onde
,
,
m e tomamos
/s.
Passo 4
Substituindo os valores:
Calculamos o logaritmo:
Logo,
Resposta
O fluxo de oxigênio para nitrogênio estacionário é