Estime valores de difusividade mássica DAB em misturas binárias dos seguintes gases a 350 K e 1 atm:
(a) Amônia-Ar (R.: 0,36.10^-4 m^2 / s)
(b) Hidrogênio-Ar (R.: 0,52.10^-4 m^2 / s)
Dados:
Mistura amônia-ar: DAB(298 K)=0,28 cdot 10^-4 m^2 / s
Mistura hidrogênio-ar: DAB(298 K)=0,41 cdot 10^-4 m^2 / s

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos estimar os valores de difusividade mássica DAB para duas misturas binárias de gases (Amônia-Ar e Hidrogênio-Ar) a uma temperatura de 350 K e pressão de 1 atm. Vamos usar a difusividade conhecida a 298 K para calcular os novos valores. Para isso, vamos aplicar a relação da teoria cinética dos gases que descreve como a difusividade varia com a temperatura.

Passo 2

A difusividade mássica DAB de um gás está relacionada à temperatura T pela fórmula:
DAB = DAB0 ( TT0 )^32 ( P0P )
Onde:
  • DAB0 é a difusividade à temperatura T0 (298 K).
  • T é a temperatura final (350 K).
  • P0 é a pressão inicial (1 atm).
  • P é a pressão final (1 atm).
Como a pressão permanece constante ( P = P0), a fórmula simplifica para:
DAB = DAB0 ( TT0 )^32

Passo 3

Vamos calcular a razão das temperaturas:
TT0 = 350298 approx 1,1745
Agora, elevamos essa razão ao expoente 32:
(1,1745)^32 approx 1,273

Passo 4

Agora, aplicamos essa fator de correção nas difusividades fornecidas para cada mistura:
a) Amônia-Ar
DAB = 0,28 times 10^-4 , m^2/s times 1,273 approx 0,356 times 10^-4 , m^2/s
b) Hidrogênio-Ar
DAB = 0,41 times 10^-4 , m^2/s times 1,273 approx 0,522 times 10^-4 , m^2/s

Resposta

A difusividade mássica estimada a 350 K e 1 atm é:
  • a) Amônia-Ar: DAB approx 0,36 times 10^-4 , m^2/s
  • b) Hidrogênio-Ar: DAB approx 0,52 times 10^-4 , m^2/s

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