Estime valores de difusividade mássica
em misturas binárias dos seguintes gases a 350 K e 1 atm:
(a) Amônia-Ar (R.:
(b) Hidrogênio-Ar (R.:
Dados:
Mistura amônia-ar:
Mistura hidrogênio-ar:
(a) Amônia-Ar (R.:
(b) Hidrogênio-Ar (R.:
Dados:
Mistura amônia-ar:
Mistura hidrogênio-ar:
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos estimar os valores de difusividade mássica
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
de um gás está relacionada à temperatura
pela fórmula:
Onde:
-
é a difusividade à temperatura (298 K). -
é a temperatura final (350 K). -
é a pressão inicial (1 atm). -
é a pressão final (1 atm).
Como a pressão permanece constante (
), a fórmula simplifica para:
Passo 3
Vamos calcular a razão das temperaturas:
Agora, elevamos essa razão ao expoente
:
Passo 4
Agora, aplicamos essa fator de correção nas difusividades fornecidas para cada mistura:
a) Amônia-Ar
b) Hidrogênio-Ar
Resposta
A difusividade mássica estimada a 350 K e 1 atm é:
- a) Amônia-Ar:
- b) Hidrogênio-Ar: