2. Coeficientes e Mecanismos de Difusao - PARTE 1Aalunos

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COEFICIENTES E MECANISMOSDE DIFUSÃO

http://www.youtube.com/watch?v=gXJMBgyT_hk

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TRANSPORTE DE MATÉRIA

(MOVIMENTO DE MATÉRIA) (FORÇA MOTRIZ)

(MOVIMENTO DE MATÉRIA) (FORÇA MOTRIZ)= 1

Resistência aotransporte

x

FLUXOGRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO

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• Fluxo:

 – 

Qual a unidade de fluxo?

 –  Relação empírica: 1ª Lei de Fick

DIFUSÃO MOLECULAR

 –  Quando a difusão ocorre somente

na direção z:

Válido para sistemas isotérmicos e isobáricos

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Definições e relações frequentemente utilizadas para

os componentes de uma mistura

• Fluxo: Relação empírica: 1ª Lei de Fick

Força motriz para atransferência de massa

Dependente da pressão, temperatura e composição do meioMedida da mobilidade do soluto no meio(DEPENDE DA INTERAÇÃO SOLUTO/MEIO)

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Interpretação física

Coeficiente de Difusão

Determinação dos valores do coeficiente de difusão é experimentalExistem modelos para predição

Dt = tempo em segundos

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Coeficiente de DifusãoValores típicos de difusividade

Mesma unidade que a viscosidade cinematica (υ),

Difusividade térmica (α)

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Coeficiente de DifusãoDifusividade de algumas proteínas em água a 20oC

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DIFUSIVIDADE EM SISTEMAS GASOSOS

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DIFUSÃO MOLECULAR• EM GASES

 –  Teoria cinética dos gases

Caminho em zig-zag através de uma região maisconcentrada para outra menos concentrada

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TEORIA CINÉTICA DOS GASES SIMPLIFICADA1. Um gás ideal puro é constituído por um grande número de moléculas iguais

de massa m2. As moléculas são esferas rígidas de diâmetro d3. Todas as moléculas são dotadas da mesma velocidade média molecular

Movimento de uma única molécula Colisão entre duas moléculas

Colisões entre diversas moléculas

dS > 0

r r

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TEORIA CINÉTICA DOS CASES - FLUXO DIFUSIVO

λ 

λ 

FLUXO LÍQUIDO

Concentrações distintas de solutoem cada plano

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TEORIA CINÉTICA DOS GASES1ª LEI DE FICK

No eixo z:

Velocidade média molecular

Caminho livre médio

PRECISAMOS DE UMA EXPRESSÃOBUSCAR NA TEORIA CINÉTICA DOS GASES

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TEORIA CINÉTICA DOS GASES CAMINHO LIVRE MÉDIO -

distância média entre duas moléculas na iminência da colisão

λ 

Frequência médiade colisões

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TEORIA CINÉTICA DOS GASES1ª LEI DE FICK

No eixo z:

Velocidade média molecular

Caminho livre médio

O coeficiente de difusão podeser definido como a mobilidadedo soluto no meio, governadapela interação soluto/meio.

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SITUAÇÃO PARA DISCUSSÃO:

O coeficiente de autodifusão do hélio nas condições descritasabaixo pode ser calculado a partir dos conhecimentos adquiridosaté o momento.

DAA = 1,117 cm2/s Tente você calcularem casa!!

:

Pressão = P = 1 atmT = 27oC

Raio atômico = 0,93 AMassa molar = 4 g/gmol

Porém, a avaliação experimental deste coeficiente de auto-difusão

gerou o seguinte valor:

DAA experimental = 1,67 cm2/s

Qual a possível causa da diferença ??

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CORREÇÃO DO DIÂMETRO EFICAZ DE CHOQUE

-

Diâmetro de colisãoEnergia potencial de atração-repulsão(Potencial de Lennard-Jones)

Para sistemas binários A/B