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Exercícios Resolvidos de Difusividade em Gases

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Exercício 21345678

Enunciado

Um torre de absorção é proposta para remover seletivamente amônia de uma corrente de exaustão de gás. Estime a difusividade da amônia no ar à 1,013   x   10 5   P a e 373 K usando a equação de Brokaw. O momento de dipolo da amônia é 1,46   d e b y e .

Passo 1

Pra começar, para usar a relação de Brokaw, a gente calcula o coeficiente de difusão usando a 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

Porém a diferença é que para calcular a integral de colisão, usamos a segunte fórmula:

Ω D 0 = A T * B + C e x p ⁡ ( D T * ) + E e x p ⁡ ( F T * ) + G e x p ⁡ ( H T * )

Onde T * =   k T ε A B

Passo 2

Vamos então calcular o T * ! ϵ A B k = 210,75

T * =   k T ε A B = 1,77

Agora podemos calcular Ω D 0 :

Ω D 0 = A T * B + C e x p ⁡ ( D T * ) + E e x p ⁡ ( F T * ) + G e x p ⁡ ( H T * ) = 1,1238

Passo 3

Agora temos que converter esse Ω D 0 em Ω D :

Ω D = Ω D 0   + 0,196 δ A B 2 T *

Pra isso precisamos calcular δ A B :

δ N H 3 =   1,94 x 10 3 μ p 2 V b T b =   1,94 x 10 ³ ( 1,46 ) ² 25 x 239,7 = 0,69

δ A r =   0

δ A B = 0

Logo, Ω D = Ω D 0 !

Passo 4

Dos valores tabelados podemos obter σ A B = 3,24

Finalmente podemos calcular a difusividade! (Lembrando que a pressão tem que ser em a t m , viu?)

D A B = 0.001858   T 3 2 P σ A B 2 Ω D 1 M A + 1 M B   1 2 = 3,47 x 10 - 5   m 2 / s

Resposta

D A B = 3,47 x 10 - 5   m 2 / s

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