Difusão mássica

Heyyy, tudo bem? Nessa questão nós temos uma caixa com duas espécies gasosas diferentes, A e B, nas mesmas temperatura e pressão separadas por uma divisória. E precisamos identificar o que acontece quando tiramos essa divisória.

Ao tirar essa divisória iremos ter uma difusão mássica, ou seja, as partículas A e B vão ir de um lado para o outro da caixa.

A difusão mássica ocorre no sentido da diminuição de concentração. Sendo assim, há transporte líquido da espécie A para a direita e da espécie B para a esquerda.

Depois de um tempo suficiente grande, são atingidas concentrações uniformes de A e B, e não há transporte líquido da espécie A ou da espécie B através da caixa. Todo mundo fica equilibrado e nos encontramos em regime estacionário!

Fala aiii, tudo beleza? Nós vimos que o processo de difusão mássica ocorre no sentido da diminuição de concentração e queremos saber quais são as considerações que devemos assumir para que esse processo ocorra.

Para realizar o processo de difusão mássica amos assumir que:

- Em cada fase tem apenas dois componentes (A+B). Onde a molécula A é o soluto de interesse;

- Regime estacionário, ou seja, não muda com o tempo;

- Em cada face, a concentração total, C, é uniforme;

- Geometria cartesiana;

Heyyy, tutubom? Nessa questão nós queremos a influência do regime estacionário e não estacionário em relação à difusão.

O regime estacionário é a condição onde a taxa de transferência de uma determinada área não varia ao longo do tempo e pode ser aplicada ao fluxo de difusão através de uma superfície, conforme a lei de Fick .

Já no regime não estacionário, o fluxo de difusão e o gradiente de concentração em um ponto especificam no interior de um sólido variam o longo do tempo resultando num acumulo ou esgotamento líquido do componente que se encontra em difusão.

Falaaaa aíi, tudo suave na nave? Nessa questão estamos falando sobre a lei de Fick de difusão, que tem a seguinte equação,

E ele está nos perguntando se a estimativa do fluxo mássico de uma substância é obtida pela soma do fluxo volumétrico ponderado (bulk motion) com o valor de difusão molecular dessa substância.

A unidade do fluxo mássico é e de vai ser . Como a unidade de volume é perceba que podemos manipular a equação de modo a usar o volume sim. Logo, a afirmativa é correta.

Heyyy, tudo bem? Nessa questão nós queremos calcular o fluxo mássico, ou seja,

E para isso temos,

Substituindo os valores na equação temos,

Oi oi oii, tudo show de bola? Nessa questão nós temos um tubo com uma mistura de gás e nas seguintes condições:

E as seguintes pressões em cada extremidade,

Com isso queremos, em unidades SI e o fluxo específico de em estado estacionário quando,

Como a pressão total é constante, então também é constante, e vamos ter o seguinte para um gás que atende à lei dos gases ideais:

Onde a unidade de é em de A mais B, o volume em , é a temperatura em e é ou e é . Em unidades cgs, R é .

Em estado estacionário, o fluxo , é constante. Além disso, o valor de um gás também é constante. Vimos que,

Escrevendo isto de outra forma temos,

Com base na lei do gás ideal,

Substituindo na equação do passo anterior temos,

Substituindo os valores dados no enunciado ficamos com,

Usando as pressões em atmosferas, com unidades SI,

Para unidades cgs, substituindo na equação,