Determine o coeficiente de autodifusão para o hélio a
e
. O raio atômico do hélio é aproximadamente
e a massa molar
. Compare com o valor experimental:
.
Passo 1
Vamos resolver o exercício que pede para determinar o coeficiente de autodifusão do hélio nas condições de pressão
e temperatura
. Para isso, vamos utilizar conceitos da teoria cinética dos gases, especificamente a fórmula que relaciona a autodifusão com a pressão, temperatura, raio atômico e massa molar do gás.
Passo 2
Primeiramente, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin, pois as equações da teoria cinética usam a escala Kelvin.
Passo 3
Em seguida, vamos converter a pressão de mmHg para atmosfera, já que a unidade padrão utilizada nas equações é a atmosfera (atm).
Passo 4
Agora, precisamos determinar a massa molar (
) do hélio. O enunciado já fornece
. Vamos converter essa massa para kg/mol para manter a consistência das unidades no SI.
Passo 5
O raio atômico (
) é dado como
. Vamos converter para metros:
O diâmetro (
) é o dobro do raio:
Passo 6
Utilizaremos a fórmula da autodifusão derivada da teoria cinética dos gases:
Onde:
-
é o coeficiente de autodifusão, -
é o diâmetro das moléculas, -
é a constante de Boltzmann ( ), -
é a temperatura em Kelvin, -
é a pressão, -
é a massa molar.
Passo 7
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 8
Vamos calcular passo a passo:
Substituindo esses valores:
Passo 9
Continuando os cálculos:
- Numerador:
- Dividindo pelo denominador:
- Multiplicando por
:
Passo 10
Para converter o coeficiente de autodifusão de
para
, multiplicamos por
:
Resposta
O coeficiente de autodifusão calculado para o hélio é aproximadamente
. Comparando com o valor experimental fornecido
, observamos que há uma discrepância significativa, indicando que possivelmente houve um erro nos cálculos ou nas unidades utilizadas. Recomenda-se revisar os passos para identificar e corrigir possíveis inconsistências.
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Calcule o valor da difusividade do
em
a
e 1 atm. Compare o resultado obtido com o valor tabelado.
Espécie |
|
|
---|---|---|
|
0,60 | 2,016 |
|
1,40 | 28,013 |
Encontrar a relação entre a velocidade e a posição radial para o escoamento laminar de um fluido não-newtoniano, que flui em regime estacionário, no interior de uma canalização circular. A relação entre a tensão e a velocidade de cisalhamento é dada por:
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álcool propílico/ar a e 1 atm;
álcool propílico/ar a