Calcule o coeficiente de difusão do no ar a e 1 atm . Compare este valor com o valor experimental tabelado. Considere a massa molar do ar como sendo . (WELTY et al., 5ed. 2015)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o coeficiente de difusão do no ar a 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 , 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 ( ) de um gás é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar ( ). A fórmula é:
Para comparar dois gases, usamos a relação:
Onde:
  • é o coeficiente de difusão do
  • é o coeficiente de difusão do ar
  • é a massa molar do
  • é a massa molar do ar

Passo 3

A massa molar do é conhecida: . Já sabemos que a massa molar do ar é . Agora, vamos reorganizar a fórmula para encontrar :
Mas precisamos do valor de , que é o coeficiente de difusão do ar. Geralmente, esse valor está disponível em tabelas ou literatura. Suponhamos que .
Substituindo os valores:

Passo 4

Agora, vamos comparar esse valor calculado com o valor experimental tabelado. Segundo a tabela, o coeficiente de difusão do no ar a e 1 atm é aproximadamente . Vem bastante próximo do que calculamos!

Resposta

O coeficiente de difusão do no ar a e 1 atm é aproximadamente , o que está muito próximo do valor experimental tabelado de .

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Considere uma parede plana de espessura constituída de tijolos com condutividade térmica . A superfície esquerda é mantida à temperatura , enquanto a superfície direita permanece com temperatura . Considerando um eixo perpendicular às superfícies e com origem na superfície esquerda, determine, com o uso da equação da difusão de calor, a distribuição de temperatura e a densidade de fluxo de calor que atravessa a parede.
Resp.:
Uma gota esférica de água, com de diâmetro, está caindo com uma velocidade de 215 através de uma coluna de ar a 1 atm e . Estime a taxa de evaporação local da gota, considerando que o sistema seja isotérmico. Despreze a variação no tamanho da gota com o passar do tempo, bem como a influência da transferência de massa por difusão. Considere que a diferença de concentração entre a superfície da gota e o meio externo (força motriz para a transferência de massa) é de .
Correlação para estimativa do coeficiente de transferência convectivo em esferas: Dados: par
Estime o valor do coeficiente de difusão do vapor de água em ar seco a e 1 atm . Compare o resultado com o valor experimental, que é . Considere o valor da massa molar do ar seco igual a . (CREMASCO, 3ed. 2015)
Calcule o coeficiente de difusão do líquido, etanol em água, a . a viscosidade da solução que contem de álcool por cada litro de água é de 1,45 centipoise. Compare com o valor experimental tabelado. (WELTY et al., 5ed. 2015)