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
c)
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:
Para o dióxido de carbono (B):
Primeiro, vamos achar a fração molar de B (
):
Agora, a densidade de B:
Calculando:
Passo 5
Agora, para encontrar a densidade da mistura (
), usamos a média ponderada das densidades dos componentes pela fração molar:
Substituindo os valores:
Resposta
A densidade da mistura é
, a densidade do oxigênio (
) é aproximadamente
, e a densidade total da mistura (
) é
.
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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
;
j)
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
;
d)
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
i)
Liste as suposições simplificadoras.