Numa mistura gasosa de oxigênio-nitrogênio a 1 atm e 
a) Nitrogênio estacionário;
b) Contradifusão equimolar dos dois gases.
a) Nitrogênio estacionário;
b) Contradifusão equimolar dos dois gases.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o problema está pedindo. Temos uma mistura de oxigênio e nitrogênio a 1 atm e 25°C, contida entre duas placas separadas por 2 mm. As frações molares de oxigênio nas duas placas são 20% e 10%. Precisamos calcular o fluxo de oxigênio nessas duas situações:
a) Quando o nitrogênio está estacionário.
Para resolver isso, vamos precisar entender o conceito de fluxo de massa por difusão e como ele é afetado pelas diferenças de concentração e pelas propriedades dos gases envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o fluxo de massa por difusão, ou simplesmente fluxo de difusão, pode ser calculado usando a Lei de Fick. Essa lei relaciona o fluxo de massa com o gradiente de concentração dos componentes na mistura.
A fórmula da Lei de Fick para fluxo de massa 
onde:
- 
é o coeficiente de difusão, 
- 
é o gradiente de concentração ao longo da direção . 
Passo 3
No nosso caso, o fluxo de oxigênio 
Para simplificar, assumimos que a mistura está em condições estacionárias e que a temperatura e a pressão são constantes. Assim, podemos reescrever a Lei de Fick em termos das frações molares (
onde:
- 
é a fração molar de oxigênio na placa 1, 
- 
é a fração molar de oxigênio na placa 2, 
- 
é a distância entre as placas, 
- 
é o coeficiente de difusão do oxigênio no nitrogênio. 
Passo 4
Agora, precisamos do valor do coeficiente de difusão 
Vamos converter esse valor para unidades do SI:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na equação do fluxo:
Simplificando os termos:
Resposta
O fluxo de oxigênio quando o nitrogênio está estacionário é de 
