Considere a transferência de massa unidimensional para uma mistura de oxigenio e dioxido de carbono a 294 K e uma pressão total de 1,519 x 10^5 Pa. Designar o gas oxigenio como A e o dioxido de carbono como B. A partir das condições: xA=0,40, varthetaA=0,08 m / s e varthetaB=0,02 m / s, calcule:
b) peso molecular da mistura, kg / mol; (39,2 times 10^-3)

Passo 1

Primeiro, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos uma mistura de oxigênio (A) e dióxido de carbono (B) sob certas condições de temperatura e pressão. O objetivo aqui é calcular o peso molecular da mistura em kg/mol. Para fazer isso, vamos precisar saber os pesos moleculares individuais de cada gás e as suas frações molares na mistura.

Passo 2

Vamos começar entendendo o que é o peso molecular de uma mistura. O peso molecular da mistura ( Mmix = xA cdot MA + xB cdot MB ) é a média ponderada dos pesos moleculares dos componentes individuais, ponderada pelas suas frações molares ( ). A fórmula para calcular isso é:
Onde:
  • e são as frações molares dos gases A e B, respectivamente.
  • e são os pesos moleculares dos gases A e B, respectivamente.

Passo 3

Agora, vamos identificar os valores que já temos:
  • Fração molar do oxigênio ( ) = 0,40
  • Fração molar do dióxido de carbono ( ) = 1 - = 0,60 (já que as frações molares devem somar 1)
Os pesos moleculares padrão são:
  • Oxigênio ( ): aproximadamente 32 g/mol = kg/mol
  • Dióxido de carbono ( ): aproximadamente 44 g/mol = kg/mol

Passo 4

Vamos substituir esses valores na fórmula:
Mmix = (0,40) cdot (32 times 10^-3) + (0,60) cdot (44 times 10^-3)

Passo 5

Fazendo as contas:
Mmix = (0,40 times 32) times 10^-3 + (0,60 times 44) times 10^-3 = (12,8 + 26,4) times 10^-3 = 39,2 times 10^-3 kg/mol

Resposta

O peso molecular da mistura é .

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