Utilizando a equação de Wilke-Chang, estime a difusividade em líquidos dos seguintes solutos, os quais são transferidos em soluções diluídas:
dióxido de carbono em água a ;

Passo 1

Vamos resolver um exercício onde precisamos estimar a difusividade do dióxido de carbono (CO₂) em água a 20°C usando a equação de Wilke-Chang. Para isso, vamos precisar conhecer algumas propriedades físicas do solvente e do soluto, como viscosidade, temperatura e peso molecular.

Passo 2

A equação de Wilke-Chang é uma fórmula utilizada para estimar a difusividade de moléculas em líquidos. Ela é dada por:
Onde:
  • é a difusividade (cm²/s)
  • é um fator de formacidade
  • é o peso molecular do solvente (g/mol)
  • é a temperatura absoluta (K)
  • é a viscosidade do solvente (cP)
  • é o volume molar do solvente (cm³/mol)

Passo 3

Vamos identificar e buscar os valores necessários:
  • Temperatura (já que )
  • Peso molecular da água g/mol
  • Viscosidade da água a 20°C cP
  • Volume molar da água cm³/mol
  • O fator de formacidade para o CO₂ em água é aproximadamente 1.0

Passo 4

Vamos substituir os valores na equação:
Primeiro, calculamos :
Em seguida, calculamos :
Agora, substituímos esses valores:
Calculando o numerador:
E o denominador:
Finalmente, dividimos:
²

Resposta

A difusividade do dióxido de carbono em água a 20°C é aproximadamente cm²/s.

Exercícios relacionados

A velocidade da água, escoando em regime laminar e à temperatura de , no interior de uma canalização de 10 cm de diâmetro interno, é de . Qual é a variação de pressão ao longo do comprimento da canalização? cp
Um recipiente esférico metálico de parede delgada é utilizado para armazenar nitrogênio líquido a . O recipiente possui um diâmetro de e é revestido com uma camada de um isolamento térmico refletivo composto de pó de sílica com vácuo nos interstícios ( ). O isolamento tem de espessura e sua superfície externa está exposta ao ar ambiente a . O coeficiente de transferência de calor por convecção é . K. O calor latente de vaporização e a massa específica do nitrogênio líquido são e , respectivamente. a) Qual a taxa de transferência de calor para o nitrogênio líquido? b) Qual a taxa de perda de líquido por evaporação (litros/dia)? (R: 13,06 W; 7 litros/dia).
Um tanque recebe de água e de sal ( NaCl , e devido a boa agitação no interior do tanque, a concentração da solução que deixa o tanque, com uma vazão de , é a mesma da solução no interior do tanque. Sabendo-se que existem de água pura no tanque no início da operação e que as vazões mantêm-se constantes, calcular a concentração da mistura no interior do tanque quando se passaram 1 h .
A água está escoando através de um duto circular de 8 cm de diâmetro com um perfil de velocidade dado por . Qual é a velocidade média da água no tubo de diâmetro , que está ligado ao de 8 cm por um redutor de diâmetro?