Calcule o coeficiente de difusão do CO2 no ar a 20^circ C e 1 atm . Compare este valor com o valor experimental tabelado. Considere a massa molar do ar como sendo 29 g / mol. (WELTY et al., 5ed. 2015)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o coeficiente de difusão do CO2 no ar a 20^circ C e 1 atm. Isso está relacionado ao conteúdo de difusão de gases na matéria. Para resolver, vamos precisar da massa molar do ar, que já foi dada como 29 g/mol, e usar a Lei de Graham, que relaciona os coeficientes de difusão com as massas molares dos gases.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a Lei de Graham. Ela diz que o coeficiente de difusão ( D) de um gás é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar ( M). A fórmula é:
D propto 1raizM
Para comparar dois gases, usamos a relação:
D1D2 = raizM2M1
Onde:
  • D1 é o coeficiente de difusão do CO2
  • D2 é o coeficiente de difusão do ar
  • M1 é a massa molar do CO2
  • M2 é a massa molar do ar

Passo 3

A massa molar do CO2 é conhecida: 44 g/mol. Já sabemos que a massa molar do ar é 29 g/mol. Agora, vamos reorganizar a fórmula para encontrar D1:
D1 = D2 times raizM2M1
Mas precisamos do valor de D2, que é o coeficiente de difusão do ar. Geralmente, esse valor está disponível em tabelas ou literatura. Suponhamos que D2 = 0,2 , cm^2/s.
Substituindo os valores:
DCO2 = 0,2 times raiz2944 approx 0,2 times raiz0,659 approx 0,2 times 0,812 approx 0,162 , cm^2/s

Passo 4

Agora, vamos comparar esse valor calculado com o valor experimental tabelado. Segundo a tabela, o coeficiente de difusão do CO2 no ar a 20^circ C e 1 atm é aproximadamente 0,16 , cm^2/s. Vem bastante próximo do que calculamos!

Resposta

O coeficiente de difusão do CO2 no ar a 20^circ C e 1 atm é aproximadamente 0,162 , cm^2/s, o que está muito próximo do valor experimental tabelado de 0,16 , cm^2/s.

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