Difusão dos gases

Transporte de massa por difusão em gases

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Introdução
 O fenômeno nasce da diferença.
 2ª lei da termodinâmica: sistemas não equilibrados tendem ao equilíbrio com o tempo. E a força motriz é o potencial químico.  A causa gera o fenômeno, provoca a sua transformação, ocasionando o movimento.

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Introdução
 A transferência de massa pode ocorrer pelo mecanismo da difusão molecular ou da convecção.
 Difusão é o transporte molecular de uma substância relativo a uma outra substância.

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Introdução
 Esquema de difusão

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Introdução
 Esquema de difusão

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Introdução
 Esquema de difusão

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Introdução
 Esquema de difusão

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Introdução
 1ª lei de Fick
O fluxo líquido da espécie A que passa por um determinado plano i, no sentido +z, é escrito aqui como JA,z, sendo obtido pelo produto da velocidade média molecular com o valor da concentração de A contido no plano i, CA,i.

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Introdução
 1ª lei de Fick

𝐽 𝐴,𝑧 = −𝐷 𝐴𝐴

𝑑𝐶 𝐴
𝑑𝑧

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𝑀𝑜𝑣𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑡é𝑟𝑖𝑎 =
(𝐹𝑜𝑟ç𝑎 𝑚𝑜𝑡𝑟𝑖𝑧)
𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒

Fluxo

Interação soluto-meio; e interação soluto-meio + ação externa

Gradiente de concentração 9

TEORIA CINÉTICA DOS GASES –HIPÓTESES FUNDAMENTAIS
 Um gás é composto de um grande número de diminutas partículas
(átomos ou moléculas);
 Na ausência de um campo de força, estas partículas movem-se em linha reta. (A primeira lei de Newton é obedecida);
 Estas partículas interagem (isto é, colidem) umas com as outras de modo não muito frequente.

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DISTRIBUIÇÃO DE MAXWELL
 Admitiremos

que os completamente ao acaso.

movimentos

das

moléculas

são

 Qual é a probabilidade de se encontrar uma molécula com velocidade entre os valores v e (v + dv), independentemente da direção em que a molécula se movimenta?

Onde: dn/N é a probabilidade de encontrar tal molécula;

G(u) é a função de distribuição