Uma coluna tubular empregada em cromatografia gasosa tinha um diâmetro interno de 2,0 mm. Uma vazão de 2,0 mL min^-1 foi empregada. Calcule a velocidade linear emcm s ^-1 na saída da coluna.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma coluna tubular usada em cromatografia gasosa com um diâmetro interno de 2,0 , mm e uma vazão de 2,0 , mL/min. Nosso objetivo é calcular a velocidade linear na saída da coluna, medida em cm/s. Para isso, vamos precisar entender como relacionar a vazão volumétrica com a área da seção transversal da coluna para encontrar a velocidade.

Passo 2

Primeiro, vamos converter o diâmetro da coluna para o raio, que é metade do diâmetro. O diâmetro é 2,0 , mm, então:
Raio = 2,0 , mm2 = 1,0 , mm
Como queremos a velocidade em cm/s, vamos converter o raio para centímetros:
1,0 , mm = 0,1 , cm

Passo 3

Agora, vamos calcular a área da seção transversal da coluna. A área de um círculo é dada por:
A = pi r^2
Substituindo o valor do raio:
A = pi (0,1 , cm)^2 = pi times 0,01 , cm^2 = 0,01pi , cm^2

Passo 4

Em seguida, precisamos converter a vazão de 2,0 , mL/min para unidades compatíveis com cm/s. Sabemos que 1 , mL = 1 , cm^3, então:
2,0 , mL/min = 2,0 , cm^3/min
Para converter para segundos:
2,0 , cm^3/min times 1 , min60 , s = 2,060 , cm^3/s = 0,0333 , cm^3/s

Passo 5

Agora, usamos a fórmula da velocidade linear ( v), que relaciona a vazão volumétrica ( Q) com a área ( A):
v = QA
Substituindo os valores que encontramos:
v = 0,0333 , cm^3/s0,01pi , cm^2 = 0,03330,0314 , cm/s approx 1,06 , cm/s

Resposta

A velocidade linear na saída da coluna é aproximadamente 1,06 , cm/s.

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