Exercícios Resolvidos de Difusividade em Gases

Ver Teoria

Enunciado

Na deposição química de vapor de Silano S i H 4 em uma pastilha de silicone, uma corrente de gás de processo rica em nitrogênio N 2 inerte tem a seguinte composição:

y S i H 4 = 0,0075

y H 2 = 0,015

y N 2 = 0,9775

A mistura de gás é mantida a 900K e 100Pa. Determine a difusividade do Silano através da mistura de gás. As contantes de Lennard-Joner pro Silano são ε A k = 207,6 K e σ A = 4,08   Å .

Passo 1

Pra começar, é preciso calcular os coeficientes de difusão do Silano para cada componente usando equação de Hirschfelder: D A B = 0.001858   T 3 2 P σ A B 2 Ω D 1 M A + 1 M B   1 2

Depois precisamos calcular a composição relativa de cada componente na base livre (sem o componente 1):

y 2 ' = y 2 ( y 2 + y 3 + … + y n )

E por fim, a gente calcula a difusividade na mistura:

D 1 - M i x = 1 y 2 ' D 12 + y 3 ' D 13 + … + y n ' D 1 n

Passo 2

Vamos primeiro calcular então a difusividade pra cada componente da mistura pela equação de Hirschfelder:

D S i H 4 - N 2 = 1,09   x   10 3 c m 2 / s   D S i H 4 - H 2 = 4,06   x   10 3 c m 2 / s

Passo 3

Agora vamos calcular as composições relativas:

y N 2 ' = 0,9775 1 - 0,0075 = 0,9849

y H 2 ' = 0,015 1 - 0,0075 = 0,0151

Passo 4

Agora finalmente vamos calcular o coeficiente de difusão da mistura:

D S i H 4 - M i x = 1 y N 2 ' D S i H 4 - N 2 + y H 2 ' D 1 S i H 4 - H 2 = 1 0,9849 1,09   x   10 ³ + 0,0151 4,06   x   10 ³ = 1,10   x   10 3 c m 2 / s

Resposta

D S i H 4 - M i x = 1,10   x   10 3 c m 2 / s

Exercícios de Livros Relacionados

14-21 Suponhamos que a bomba da Figura P14-19C esteja situada entre dois tanques de água grandes com suas superfícies livres abertas para a atmosfera. Explique qualitativamente o queaconteceria à curv
14-17C Escreva a equação que define a carga de sucção positiva líquida real (disponível) N P S H . Com essa definição, discuta pelo menos cinco maneiras de diminuir a probabilidade de cavitação na bom
14-18C Considere o escoamento estável e incompressível através de duas bombas idênticas (bombas 1 e 2), seja era série ou em paralelo. Para cada declaração, selecione se ela é verdadeira ou falsa e di
14-16C Considere uma bomba centrífuga típica. Para cada declaração, selecione se ela é verdadeira ou falsa e discuta rapidamente sua resposta.(a) V ˙ do fornecimento livre da bomba é maior do que V ˙
A composição do ar úmido é dada em base molar como sendo 78 % de N 2 , 20 % de O 2 e 2 % de vapor de água. Determine as frações da massa dos constituintes do ar.