Exercícios Resolvidos de Difusividade em Gases

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Enunciado

Determine o valor da difusividade na fase gasosa da mistura de etanol e ar a 325 K e 2   x 10 5 P a usando a equação de Hirschfelder, Bird e Spotz.

Passo 1

Pra começar, vamos começar escrevendo aqui então a correlação que a gente vai usar:

D A B = 0.001858   T 3 2 P σ A B 2 Ω D 1 M A + 1 M B   1 2

Antes de começar sair fazendo conta, a gente tem que verificar se os dados que a gente tem estão nas unidades corretas. Quando a gente dá essa conferida vamos perceber que temos que passar a pressão pra a t m . Sendo assim, nossa pressão vai ser P = 1,974   a t m .

Outra coisa é que a gente tem que descobrir quem são a massa molar do Ar e do Etanol, quem é σ A B e quem é Ω D .

Passo 2

As massa molares a gente é capaz de calcular:

M A r = 0,8   x   28 + 0,2   x   32 = 28,8   g ⁄ m o l

M E t O H = 24 + 16 + 6 = 46   g ⁄ m o l

Agora, para calcular σ A B , precisamos encontrar primeiro quem é σ A e σ B .

σ A r = 3,711   m

σ E t O H = 4,530   m

Como σ A B =   σ A + σ B 2 , σ A B =   4,121   m

Através da razão k T ϵ a gente acha Ω D . Isso ai tá tudo tabelado!

ϵ A B k = ϵ A k x ϵ B k 1 / 2  

ϵ A B k = 168,82

k T ϵ = 1,925

Ω D = 1,089

Passo 3

Pronto, agora que temos todos os dados que precisamos, é só substituir na fórmula e calcular!

D A B = 0.001858   T 3 2 P σ A B 2 Ω D 1 M A + 1 M B   1 2 = 7,08   x   10 - 2 c m 2 / s

Resposta

D A B = 7,08   x   10 - 2 c m 2 / s

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