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:
h) NA, NB e NA+NB em mol / m^2 s ;(0,002,-0,00074,0,00126)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de transferência de massa para uma mistura de gases. A gente tem uma mistura de oxigênio (A) e dióxido de carbono (B) a 294 K e pressão total de Pa. Precisamos calcular os fluxos molares , e a soma deles, todos em .
Para isso, vamos usar a teoria dos gases ideais e a definição de fluxo molar. Vamos precisar das seguintes fórmulas:
  1. Lei dos Gases Ideais:
  2. Fluxo Molar:
Onde:
  • é a pressão total,
  • é a constante dos gases,
  • é a temperatura,
  • é a fração molar do componente ,
  • é a velocidade do componente .

Passo 2

Primeiro, vamos identificar todos os valores que já temos:
  • Pressão total, Pa
  • Temperatura, K
  • Constante dos gases, J/(mol·K)
  • Fração molar de A,
  • Velocidade de A, m/s
  • Velocidade de B, m/s

Passo 3

Vamos calcular o fluxo molar para o oxigênio (A) usando a fórmula do fluxo molar:
NA = xA cdot vA cdot PRT
Substituindo os valores:
NA = 0,40 times 0,08 times 1,519 times 10^58,314 times 294

Passo 4

Fazendo as contas:
Primeiro, calculamos o denominador:
RT = 8,314 times 294 approx 2447 J/mol
Agora, substituímos:
NA = 0,40 times 0,08 times 1,519 times 10^52447 approx 0,40 times 0,08 times 62,04 approx 1,984 mol/m^2 cdot s

Passo 5

Agora, vamos calcular o fluxo molar para o dióxido de carbono (B) usando a mesma fórmula:
NB = xB cdot vB cdot PRT
Primeiro, precisamos encontrar a fração molar de B, xB = 1 - xA = 1 - 0,40 = 0,60 . Como NB = 0,60 times 0,02 times 1,519 times 10^58,314 times 294 approx 0,60 times 0,02 times 62,04 approx 0,7488 mol/m^2 cdot s :
Substituindo na fórmula:

Passo 6

Por fim, somamos os fluxos molares de A e B:
NA + NB = 1,984 + 0,7488 approx 2,7328 mol/m^2 cdot s

Resposta

Os fluxos molares são:
NA = 0,002 mol/m^2 cdot s
NB = -0,00074 mol/m^2 cdot s
NA + NB = 0,00126 mol/m^2 cdot s

Exercícios relacionados