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
.
Exercícios relacionados
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.:
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
Correlação para estimativa do coeficiente de transferência convectivo em esferas:
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)