Determine a viscosidade de um gás de alto-forno a
e a
com a composição
, e discuta o efeito da temperatura da viscosidade dos gases.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que pede para a gente determinar a viscosidade de um gás de alto-forno nas temperaturas de
e
. A composição do gás é a seguinte: 50% de
, 24% de
, 22% de
e 4% de
. Para isso, vamos precisar entender como calcular a viscosidade de uma mistura gasosa com base nas viscosidades dos gases puros e ver como a temperatura influencia essa viscosidade.
Passo 2
Primeiro, precisamos das viscosidades dos gases puros envolvidos nas duas temperaturas. Vamos considerar os seguintes valores aproximados:
-
Viscosidade do
: -
: -
:
-
-
Viscosidade do
: -
: -
:
-
-
Viscosidade do
: -
: -
:
-
-
Viscosidade do
: -
: -
:
-
Passo 3
Agora que temos as viscosidades dos componentes puros, vamos calcular a viscosidade da mistura gasosa. Para isso, vamos usar a regra de mistura simples, que consiste em fazer uma média ponderada das viscosidades dos componentes, baseada em suas frações molares.
A fórmula para a viscosidade da mistura (
) é:
Onde:
-
é a fração molar do componente -
é a viscosidade do componente
Vamos aplicar isso para as duas temperaturas.
Passo 4
Para
:
Calculando cada termo:
-
: -
: -
: -
:
Somando tudo:
Para
:
Calculando cada termo:
-
: -
: -
: -
:
Somando tudo:
Resposta
A viscosidade do gás de alto-forno é de
a
e de
a
. Observamos que, conforme a temperatura aumenta, a viscosidade dos gases diminui.