Enunciado

Uma mistura gasosa a 1 atm e 105 °C possui a seguinte composição em % molar: CO .... 15%; SO2 .... 8%; H2O .... 23%; N2O .... 54% e as velocidades absolutas de cada espécie são 20 cm/s, 5 cm/s, 10 cm/s e 8 cm/s, respectivamente. Obtenha:

f- J S O 2 , z c ;

Passo 1

Foi pedido a contribuição do fluxo convectivo molar do SO2 na mistura, que pode ser dado por:

J S O 2 , z c =   C S O 2 V z

Já sacou, né? Partiu encontrar C S O 2 e V z .

Passo 2

V z é dada por:

V z =   ∑ i = 1 n y i v i , z

y i e v i , z foram dadas pelo enunciado:

Então, vamos aos cálculos:

V z =   ∑ i = 1 n y i v i , z =   y C O v C O ,     z +   y S O 2 v S O 2 , z +   y H 2 O v H 2 O ,   z +   y v N 2 O , z

V z = 0,15 20 + 0,08 5 + 0,23 10 + ( 0,54 ) ( 8 )

V z = 10,02   c m / s

Passo 3

Agora, é a vez de C S O 2 . Ela pode ser encontrada por meio da relação:

y S O 2 =   C S O 2 C

Considerando a mistura como gás ideal, C pode ser encontrado por:

C =   P R T

Do enunciado, P = 1 atm e transformando a temperatura, que está em °C para K, temos que:

T = ° C + 273,15 = 378,15     K

Lembrando que, R é igual a 82,05 c m 3 a t m m o l K . Então, a concentração será de:

C =   1 ( 82,05 ) ( 378,15 ) =   3,223   x   10 - 5   m o l / c m 3

Então, C S O 2 , com y S O 2 = 0,08 (enunciando), é:

y S O 2 =   C S O 2 C     →     0,08 =   C S O 2 3,223   x   10 - 5

C S O 2 = 2,578   x   10 - 6     m o l / c m 3

Passo 4

Bora, que agora é só jogar os valores na fórmula.

J S O 2 , z c =   C S O 2 V z = ( 2,578   x   10 - 6 ) ( 10,02 )

J S O 2 , z c = 2,583   x   10 - 5   m o l / c m 2 s

Resposta

Assim,

J S O 2 , z c = 2,583   x   10 - 5   m o l / c m 2 s

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