Defina difusão no poro e difusão de Knudsen. Cite exemplos em que se aplicam estes conceitos.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão está pedindo para a gente definir dois tipos de difusão: difusão no poro e difusão de Knudsen. Além disso, precisamos dar exemplos de onde esses conceitos são aplicados. Para resolver isso, vamos entender o que cada tipo de difusão significa e como eles são usados na prática.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre difusão no poro. Difusão no poro acontece quando as partículas, como moléculas de um gás ou líquido, se movem através dos poros de um material sólido. Imagine um filtro de café: a água passa pelos poros do filtro, levando consigo os sabores do café. Aqui, a difusão no poro é responsável por separar componentes com base em seu movimento através desses pequenos espaços. Esse tipo de difusão é influenciado pelo tamanho dos poros e pelas interações entre as partículas e as superfícies dos poros.
Passo 3
Agora, vamos entender a difusão de Knudsen. Esse tipo de difusão ocorre quando os poros do material são tão pequenos que as colisões entre as partículas e as paredes dos poros são mais frequentes do que as colisões entre as próprias partículas. Basicamente, a movimentação das partículas é mais “afetada” pelas paredes do poro do que umas pelas outras. Isso geralmente acontece em poros com diâmetros na faixa de nanômetros. A difusão de Knudsen é importante em situações onde os poros são extremamente finos, como em certos tipos de membranas e catalisadores.
Passo 4
Vamos aos exemplos de aplicação desses conceitos:
- Difusão no poro: Um exemplo clássico é o uso de filtros de ar em sistemas de ventilação. As moléculas de poluentes no ar se difundem através dos poros do filtro, ficando retidas e assim purificando o ar que passa.
- Difusão de Knudsen: Esse tipo de difusão é frequentemente observado em membranas de separação gasosa usadas na indústria química. Por exemplo, na produção de hidrogênio, as membranas com poros muito pequenos permitem que apenas moléculas de hidrogênio passem, separando-as de outros gases.
Resposta
Então, resumindo: difusão no poro é o movimento das partículas através dos poros de um material sólido, influenciado pelo tamanho dos poros e pelas interações com as paredes, sendo aplicada em filtros de ar. Já a difusão de Knudsen ocorre em poros extremamente pequenos, onde as colisões com as paredes predominam, e é usada em membranas de separação gasosa na indústria química.
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Seja uma mistura binária entre
e
em condições normais de temperatura e pressão. Sabendo-se que
e
. Determine
e
.
Dados: .
Dados:
Para sistemas com dois componentes, a equação a seguir é utilizada para obter inter-relações entre expressões definidas em termos de unidades de massa com expressões definidas em termos de unidades molares:
Verifique se essa afirmação é correta.
Um sólido poroso sinterizado a base de sílica com espessura de 2 mm possui uma fração de vazios de 0,30 e tortuosidade igual a 4 . Os poros são preenchidos com água a 298 K . Em uma face, a concentração de KCl é mantida a
e água fresca escoa rapidamente pela outra face. Desprezando qualquer outra resistência que não seja no sólido poroso, calcule o fluxo difusivo do KCl no estado estacionário. Dado:
.
Determine os pontos críticos da função
em cada um dos ítens abaixo: