Uma mistura gasosa a 1 atm e 25^circ C possui a seguinte composição em % molar: CO: 15 %, SO2 : 8 % H2 O: 23 % e N2 O: 54 %. As velocidades absolutas de cada espécie são 20 cm / s, 5 cm / s, 10 cm / s e 8 cm / s, respectivamente. Obtenha:
O fluxo convectivo molar de SO2. R : 3,29 times 10^-5 g m o l / cm^2 s

Passo 1

A questão envolve uma mistura gasosa a 1 atm e 25 °C com composição molar e velocidades absolutas conhecidas. Queremos o fluxo convectivo molar de SO₂, que é dado por
NSO2^conv ,=, c;xSO2;vm
onde: (i) c é a concentração molar total (Leis dos Gases Ideais), (ii) xSO2 é a fração molar de SO₂ e (iii) vm é a velocidade média da mistura (média ponderada pelas frações molares).

Passo 2

Para calcular a concentração molar total c usemos a Equação de Estado dos Gases Ideais e expressões compatíveis com cm³:
c ,=,PR,T
Escolhendo R = 82,06 cm^3,atm/(mol,K), P=1 atm e T=298 K:
c = 182,06times298 = 4,09times10^-5 mol/cm^3

Passo 3

A velocidade média da mistura vm é
vm = sumi xi,vi = 0,15times20 + 0,08times5 + 0,23times10 + 0,54times8
Calculando:
vm = 3 + 0,4 + 2,3 + 4,32 = 10,02 cm/s

Passo 4

Finalmente, o fluxo convectivo molar de SO₂ é
NSO2^conv = c;xSO2;vm = (4,09times10^-5)times0,08times10,02
NSO2^conv = 3,29times10^-5 gmol/(cm^2,s)

Resposta

3,29times10^-5 gmol/(cm^2,s)

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