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Enunciado

Termodinâmica - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 1

Admitindo que o ar seja composto exclusivamente por O 2 e N 2 , com suas pressões parciais na razão 0,21 : 0,79 , quais são as suas frações mássicas?

Passo 1

Faaaala ai! Partiu começar o último, mas não menos importante, capítulo do livro?

Nessa questão nós temos uma mistura de O 2 e N 2 com pressões parciais na proporção de 0,21 a 0,79 . A partir dessas informações vamos encontrar a fração de massa de cada espécie na mistura. Vamos lá!

Passo 2

Para resolver essa questão vamos assumir comportamento perfeito dos gases. Do enunciado temos que,

P O 2 P N 2 = 0,21 0,79

E consultando a tabela para encontrar a massa molar dos compostos do ar, temos:

M O 2 = 32   k g / k m o l

M N 2 = 28   k g / k m o l

Passo 3

A partir da definição de fração mássica,

m i = ρ i ρ = ρ i ∑ ρ i

Então com,

m i = p i R i T = p i R M i T = M i p i R T

Então,

m i = M i p i R T ∑ M i p i R T

Ou, cancelando os termos e dividindo numerador e denominador pela pressão total p ,

m i = M i x i   ∑ M i x i

Passo 4

Com as frações molares,

x O 2 = P 0 2 p = 0,21 0,21 + 0,79 = 0,21

m N 2 = p N 2 p = 0,79

Encontramos as frações mássicas,

m O 2 = 32 × 0,21 32 × 0,21 + 28 × 0,79 = 0,233

m N 2 = 1 - m O 2 = 0,767

Bora pra próxima? 😊

Resposta

m O 2 = 0,233

m N 2 = 0,767

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