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 . Designar o gas oxigenio como A e o dioxido de carbono como B. A partir das condições: e , calcule:
c) e

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma mistura de oxigênio (A) e dióxido de carbono (B) numa transferência de massa unidimensional. A temperatura é de 294 K e a pressão total é de Pa. Sabemos que a fração molar de A ( ) é 0,40, e as velocidades dos componentes são e . Nosso objetivo é calcular a densidade da mistura ( ), a densidade do oxigênio ( ) e a densidade total da mistura ( ) em kg/m³.
Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais e entender como calcular as densidades dos componentes e da mistura.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão §, volume (V), temperatura (T) e quantidade de substância (n):
Onde:
  • é a constante dos gases ideais ( ).
Mas para encontrar a densidade ( ), podemos reescrever a fórmula. A densidade é massa por unidade de volume, então:
Sabendo que a massa , onde é a massa molar, podemos substituir:
Usando a Lei dos Gases Ideais ( ), substituímos na equação da densidade:
Então, a densidade de cada componente pode ser calculada como:

Passo 3

Agora, precisamos das massas molares dos gases envolvidos:
  • Oxigênio (O₂):
  • Dióxido de carbono (CO₂):

Passo 4

Vamos calcular a densidade de cada componente usando a fórmula :
Para o oxigênio (A):
Calculando:
³
Para o dióxido de carbono (B):
Primeiro, vamos achar a fração molar de B ( ):
Agora, a densidade de B:
Calculando:
³

Passo 5

Agora, para encontrar a densidade da mistura ( ), usamos a média ponderada das densidades dos componentes pela fração molar:
Substituindo os valores:
³³³

Resposta

A densidade da mistura é ³, a densidade do oxigênio ( ) é aproximadamente ³, e a densidade total da mistura ( ) é ³.

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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 . Designar o gas oxigenio como A e o dioxido de carbono como B. A partir das condições: e , calcule:
j) em ;
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 . Designar o gas oxigenio como A e o dioxido de carbono como B. A partir das condições: e , calcule:
d) e ;
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 . Designar o gas oxigenio como A e o dioxido de carbono como B. A partir das condições: e , calcule:
i) e em
Liste as suposições simplificadoras.