Em uma mistura gasosa binária (A, B) a velocidade média de A é de
na direção Z .
Qual é o fluxo total de A, sabendo-se que a mistura está nas
e 1 atm ) e que a fração molar de A é igual a 0,3 ?
Resposta: a)
; b)
.
Qual é o fluxo total de A, sabendo-se que a mistura está nas
Resposta: a)
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos uma mistura de gases binária composta por A e B. A velocidade média de A na direção Z é de
. A mistura está nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), que são
e
. A fração molar de A é 0,3. O objetivo é encontrar o fluxo total de A.
Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de fluxos em misturas gasosas, usar a velocidade média dos gases e aplicar a teoria cinética dos gases.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o fluxo
de uma substância em uma mistura gasosa pode ser calculado usando a fórmula:
Onde:
-
é a concentração molar do gás, -
é a velocidade média do gás.
Então, precisamos encontrar a concentração molar de A na mistura.
Passo 3
As condições nas CNTP (
e
) nos permitem usar a equação dos gases ideais para encontrar a concentração molar. A equação dos gases ideais é:
Onde:
-
, -
é o volume, -
é o número de mols, -
, -
(já que ).
Rearranjando para achar a concentração molar
:
Substituindo os valores:
Convertendo para
(já que 1 L = 1000 cm³):
Passo 4
Agora, considerando a fração molar de A, que é 0,3, a concentração molar de A
será:
Passo 5
Com a concentração molar de A e sua velocidade média, podemos calcular o fluxo
:
Onde
.
Substituindo:
Resposta
O fluxo total de A é de
.