Em uma mistura gasosa binária (A, B) a velocidade média de A é de
na direção Z .
a) 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)
.
a) Qual é o fluxo total de A, sabendo-se que a mistura está nas
Resposta: a)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma mistura gasosa binária composta pelos gases A e B. A gente sabe que a velocidade média do gás A é de
na direção Z. A mistura está nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), ou seja,
e 1 atm. A fração molar de A é 0,3. Nosso objetivo aqui é descobrir o fluxo total de A nessa mistura. Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinética dos gases e a lei dos gases ideais.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é fluxo total (
). Ele representa a quantidade de mols do gás A que passam por uma área unitária por unidade de tempo. A fórmula geral para o fluxo total é:
Onde:
-
é o fluxo total de A ( ), -
é a densidade molar de A ( ), -
é a velocidade média de A ( ).
Passo 3
Para encontrar
, a densidade molar do gás A, usamos a lei dos gases ideais:
Rearranjando para encontrar a densidade molar (
):
Onde:
-
é a pressão (1 atm), -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin ( ).
Passo 4
Calculamos a densidade molar total da mistura:
Convertendo para
:
Passo 5
Agora, como a fração molar de A é 0,3, a densidade molar de A (
) é:
Passo 6
Finalmente, aplicamos a fórmula do fluxo total:
Convertendo para
(onde 1 gmol = 1 mol para simplificação):
Resposta
a)