Ejercicios de La Ley de Fick de La Difusión

Materia: Fenómenos de Transporte Tarea 4: Ejercicios de la Ley de Fick de la Difusión

Ejemplo 16.3-1. Estimación de la difusividad a baja densidad Estimar

 para el sistema argón-oxígeno a 293.2°K y 1 atm de presión total.

Datos: T=293.2°K Pt=1 atm Para utilizar la ecuación:

                            

 En la que   Mediante un análisis de los  Mediante datos experimentales se han obtenido los siguientes valores para las constantes y b: -Para mezclas binarias de gases no polares



a=

b=1.823

-Para H₂O con un gas no polar



a=

b=2.334

Se necesitan las siguientes propiedades:



M  PC  A (argón) (argón) 39.94 151.2 48.0 B (oxígeno) 32.00 154.4 49.7

Tabla B-1

a

La representación gráfica del problema es: T=293.3°K  Argón

-

Oxígeno Oxígeno

 

Por tanto:

                 (   )           √    

 Sustituyendo estos valores en la Ecuación, se obtiene

      

P=1 ATM

Ejemplo 17.2- 1. Determinación de la difusividad La difusividad del sistema gaseoso binario oxígeno-tetracloruro de carbono se determina observando la evaporación en estado estacionario de  en un tubo que contiene   tal como se indica en la Fig. 17.2- 1. La distancia entre el nivel del . La presión total del   líquido y la parte superior del tubo es   sistema es 755 mm Hg, y la temperatura 0°C. La presión de vapor del  a esta temperatura es 33,0 mm Hg. La sección transversal del tubo de difusión es 0.82 cm². Se han encontrado que en estas condiciones se evaporan 0.0208 cm ³ de   durante un periodo de 10 horas después de alcanzarse el estado estacionario. ¿Cuál es la difusividad del sistema gaseoso binario  ?







      





  

En este ejemplo se utilizará la ecuación 17.2  – 15a:

                        en la que   es la medida logarítmica logarítmica de   y  definida de igual forma que ) en Ec. 17.2  – 15;        La forma gráfica del problema es: Corriente gaseosa de A y B

 

1.0

      

     

      

      

     

      

     1   =

     

     



      

     

      

      

           

      

  z

       

     

      









1.0 Liquido A

     

     

      

 

Solución: En primer lugar, se halla la densidad de flujo molar a partir de la velocidad de evaporación:

                          Por lo tanto, a partir de la ecuación 17.2-15a, se obtiene:

                     