difusividade em gases

29
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA DIFUSIVIDADE EM GASES TOLEDO PARANÁ 2012

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Page 1: Difusividade Em Gases

UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ

CENTRO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

DIFUSIVIDADE EM GASES

TOLEDO – PARANÁ

2012

Page 2: Difusividade Em Gases

ALAN ROBER TASCHIN

JANETE CHIMBIDA

PAULO EDUARDO SARTORI

SARAH MAYANE TEIXEIRA

DIFUSIVIDADE EM GASES

Relatório apresentado à disciplina de

Laboratório de Engenharia Química

I. Universidade Estadual do Oeste

do Paraná - Campus de Toledo.

Prof.: Jamal Abd Awadallak

TOLEDO – PARANÁ

2012

Page 3: Difusividade Em Gases

i

RESUMO

Uma vez que a transferência de massa tem uma grande importância

em inúmeros processos da indústria e assim ser do interesse da Engenharia

Química, é necessário um entendimento do comportamento das substâncias,

no caso água e éter, e como estas se interagem diante desse processo.

Utilizando uma célula de Arnold, será determinado o coeficiente de difusão

dessas substâncias para que possam ser comparadas com dados fornecidos

pela literatura. Devido a algumas fontes de erro, os coeficientes aqui

encontrados distanciaram-se um pouco daqueles tabelados, motivos os quais

estão explicados ao decorrer do relatório.

Page 4: Difusividade Em Gases

ii

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................... 1

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...................................................................... 2

2.1 Difusão Molecular ..................................................................................... 2

2.2 Modelagem matemática dos dados experimentais ................................... 3

2.3 Cálculo teórico da difusividade.................................................................. 7

3. METODOLOGIA ........................................................................................... 10

3.1.Materiais ................................................................................................. 10

3.2. Métodos ................................................................................................. 10

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................. 12

4.1 Cálculo da difusividade do Éter ............................................................... 16

4.2 Cálculo da Difusividade da Água ............................................................ 17

5. CONCLUSÃO ............................................................................................... 20

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................. 21

Page 5: Difusividade Em Gases

iii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Esquema da difusão nos tubos .......................................................... 5

Figura 2. (a) Termômetro úmido. (b) Módulo experimental. ............................. 11

Figura 3 - Z1² em função de teta para a água .................................................. 13

Figura 4 - Z1² em função de teta para o éter etílico ......................................... 14

Figura 5 - Determinação da umidade absoluta................................................. 15

Page 6: Difusividade Em Gases

iv

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Nível de Éter Etílico ......................................................................... 12

Tabela 2 - Dados Referentes à Água ............................................................... 12

Tabela 3 - Z1² e para água e éter ................................................................. 13

Tabela 4 - Constantes de Antoine para Água e Éter Etílico ............................. 15

Tabela 5 - Desvios Relativos ............................................................................ 19

Page 7: Difusividade Em Gases

v

NOMENCLATURA

Símbolo Descrição/Unidade

Letras Latinas

A, B, C Constantes da Equação de Antoine (-)

C Concentração Molar (kmol/m³)

Cp Capacidade calorífica à pressão constante (J/kg.K)

D Difusividade (m²/s)

k Constante de Boltzmann (J/K)

L Altura da coluna de líquido (m)

M Peso Molecular (kg/kmol)

N Densidade de fluxo de massa (base molar) (kmol/m².s)

P Pressão (Pa)

R Constante dos gases reais (J/kmol.K)

t Tempo (s)

T Temperatura (K)

U Umidade em base mássica (kgw./kgB)

V Volume (m³)

X Fração molar de líquidos (-)

Y Fração molar de gases (-)

Y Umidade em base molar (kmolW/kmolB)

z Coordenada do movimento da interface do líquido (m)

Letras Gregas

Constante adimensional (definida pela Equação 20) (-)

Coeficiente angular do ajuste experimental (m²/s)

Energia característica (J)

Coeficiente de fugacidade (-)

Coeficiente de Atividade (-)

λ Calor Latente de Vaporização (J/kg)

Page 8: Difusividade Em Gases

vi

Momento dipolar (Db)

Concentração Mássica, densidade (kg/m³)

Comprimento Característico (m)

Temperatura adimensionalizada (-)

Coordenada temporal transformada (s)

ΏD Integral de colisão para difusão (-)

Subscritos e Sobrescritos

0 Relativo ao instante inicial

1 Relativo à interface líquido-vapor

2 Relativo ao topo do tubo

A Relativo à substância volátil

AB Relativo à mistura

AL Relativo à substância volátil no estado líquido

b Relativo ao ponto de ebulição

B Relativo ao ar

BM Relativo à fração média logarítmica de ar no tubo

Brokaw Relativo à integral de colisão de Brokaw

BS Relativo à temperatura de bulbo seco

BU Relativo à temperatura de bulbo úmido

Neufeld Relativo à integral de colisão de Neufeld

sat Relativo á temperatura de saturação (pressão e umidade)

w Relativo à água

Page 9: Difusividade Em Gases

1

1. INTRODUÇÃO

A difusão pode ser entendida como a tendência que as moléculas

apresentam de migrar de uma região de concentração elevada para outra de

concentração mais baixa. No processo de difusão a concentração tende a se

igualar em todos os pontos do sistema com o passar do tempo e fundamenta-

se em aspectos relacionados com soluto e solvente, temperatura, pressão,

potencial químico.

Para uma melhor compreensão, pode-se fazer uma analogia à

transferência de calor, que tem como sua força motriz, ou causa, a diferença de

temperatura entre duas regiões gerando a transferência de calor. Pode-se dizer

que ocorre uma transferência de massa ocasionada pelo gradiente de

concentração. Observa-se desse enunciado uma nítida relação entre causa e

efeito. Para causa: diferença de concentração do soluto, existe o efeito da

transferência de massa. A diferença de concentração do soluto, enquanto

causa, traduz-se em “força motriz” necessária ao movimento da espécie

considerada de uma região a outra. (CREMASCO, 1998)

O coeficiente de difusão é um valor que mede a facilidade que um soluto

se movimenta em determinado solvente e depende basicamente de três

fatores, o tamanho e forma do soluto, a viscosidade do solvente e temperatura.

A prática experimental tem como objetivo determinar o coeficiente de

difusão da Água e do Éter Etílico utilizando a Célula de Arnold, além de

determinar a umidade a partir das temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido.

Page 10: Difusividade Em Gases

2

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A transferência de massa num sentido mais amplo pode ser entendida

como o movimento espacial da matéria. Como exemplos, poderiam se referir o

movimento de um fluido num duto em torno de corpos. No entanto, a expressão

“transferência de massa” é entendida no seu sentido mais estrito, referindo-se

ao movimento de um componente específico (A,B,...) num sistema de vários

componentes.

A força motriz necessária para que ocorra a transferência de massa

pode ser entendida de maneira análoga à expressa pela diferença de

temperatura no caso da transferência de calor: pode se tratar de diferença de

concentração, potencial químico ou mesmo pressão parcial (no caso de gases),

sendo a primeira mais comum.

A transferência de massa pode ocorrer pelo mecanismo de difusão

molecular ou de convecção. É importante destacar a natureza do termo

concentração, sendo este definido como a quantidade (molar ou mássica) de

substância por unidade de volume, sendo representadas, respectivamente, por

CA ou ρA ([CA]=mol.m-3; [ρA]=kg.m-3) e relacionadas através a equação:

(01)

Sendo MA o peso molecular do componente A. Em gases perfeitos, a

concentração de cada gás individual pode ser cauculada a partir da sua

pressão parcial, PA, através da equação:

(02)

Na qual T é a temperatura absoluta (em K) e R a constante dos gases

perfeitos (R=8,314J.mol-1.K-1). Da maneira análoga, a concentração total de

todas as espécies (C) está relacionada com a pressão total, P, pela equação:

(03)

2.1 Difusão Molecular

A transferência de massa por difusão molecular em conseqüência de

uma diferença espacial de concentrações é análoga à transferência de calor

Page 11: Difusividade Em Gases

3

por condução, embora seja um fenômeno mais complexo, pois ocorre numa

mistura com pelo menos duas espécies químicas.

Uma das grandezas que caracteriza a transferência de massa por

difusão molecular é a difusividade mássica, DAB, que pode ser entendida, a

grosso modo, como a velocidade com a qual uma espécie difunde na outra.

Uma vez que as operações unitárias mais comuns nas indústrias são

as que ocorrem devido à transferência da massa (não somente por difusão,

mas também por convecção), como, por exemplo, destilação, secagem,

extração e outras, se torna necessário conhecer as propriedades de transporte

de várias substâncias, dentre estas a difusividade mássica.

Um método simples, conhecido como Experiência de Stefan, e de certa

forma, preciso para a determinação de coeficientes binários de difusividade

consiste em preencher um tubo capilar (diâmetro muito inferior ao

comprimento) com um líquido volátil puro (A) com orientação unidimensional

(direção axial) e fixar o mesmo, verticalmente, num local onde haja constante

renovação de ar (B) e a temperatura possa ser considerada constante

(CUNNINGHAM e WILLIAM, 1980). Este método é exceção para solventes

altamente voláteis (DO, 1998).

Caso a densidade do vapor do líquido A seja maior que a do ar, o

transporte deste através da coluna de ar no interior do tubo se dará por difusão

molecular. Caso a renovação do ar no local onde se realiza o experimento seja

feita de forma suave, o filme de ar no interior do tubo pode ser considerado

estagnado, além de garantir que a concentração de A no topo do tubo seja

igual à zero. Além disso, considerando-se o processo em regime quase

permanente, a concentração na interface gás-líquido pode ser obtida

considerando-se o equilíbrio entre as fases.

2.2 Modelagem matemática dos dados experimentais

Considerando as seguintes hipóteses para o fenômeno de difusividade

em gases:

1. Sistema binário, formado pelo vapor do líquido volátil (A) e pelo ar

(B);

2. Meio estagnado, ou seja, apenas a espécie (A) se difunde em (B);

Page 12: Difusividade Em Gases

4

3. Não ocorre reação química;

4. Densidade global, bem como a difusividade mássica, constantes;

5. Transporte unidirecional: o fluxo mássico ocorrerá somente na

coordenada z;

6. Regime quasi-permanente: a natureza do experimento não depende

do tempo de exposição ao processo de transferência de massa.

Como de costume, partiremos da Equação Geral da Transferência de

Massa (Equação 04), associada à Primeira Lei de Fick, obtidas de BIRD et al.

(1960):

(04)

(05)

Segundo as considerações para o fenômeno de difusividade em gases

(3), (5) e (6) a equação da Primeira Lei de Fick se torna:

(06)

Onde a coordenada z é definida como a diferença entre o comprimento

do tubo e uma altura qualquer entre a base e o topo (Figura 1).

Segundo as considerações (2) e (5), temos:

(07)

Integrando a Equação acima entre os pontos , obtém-

se:

(08)

Pois, segundo a consideração (1):

Page 13: Difusividade Em Gases

5

Figura 1 - Esquema da difusão nos tubos

Usando a definição de fração média de ar no interior da coluna de gás

(A+B):

(09)

Segundo o gráfico:

(10)

Substituindo na equação de Fick para gases e considerando-se Z2

como origem do sistema de coordenadas obtém-se:

(11)

Pela condição de continuidade tem-se que:

(12)

Igualando as Equações acima:

(13)

Separando as variáveis e integrando entre os instantes (t0,Z0) e (t,Z1(t)),

obtém-se:

(14)

Definindo a constante α e θ como:

(15)

Page 14: Difusividade Em Gases

6

(16)

Reescrevendo a equação:

(17)

Finalmente, define-se β como sendo:

(18)

De maneira que:

(19)

Para o cálculo de α é necessário o conhecimento dos valores de CAL e

C, além das frações de A e B nos pontos de referência, o peso molecular e a

densidade (tabelada em função da temperatura) do líquido A.

Em Z=Z1(t) considera-se que há equilíbrio líquido vapor, ou seja:

(21)

(22)

Na equação acima é possível considerar que o vapor tem

comportamento ideal ( ) devido à baixa pressão e, também, que o líquido

apresenta comportamento ideal ( ), pois só há o componente A ( ),

assim:

(23)

A pressão de saturação da espécie A é função da temperatura e pode

ser encontrada usando-se a Equação de Antoine, cujos parâmetros são

tabelados.

(24)

Desta maneira, YB1 pode ser calculado.

No topo do tubo, caso o líquido A não seja água, admite-se YA2=0 e,

conseqüentemente, YB2=1. Caso seja água, é possível calcular YA2 através da

umidade absoluta do ar no qual se realiza o experimento, sendo este valor

encontrado numa carta psicrométrica (ou mesmo calculado) através das

temperaturas locais de bulbo seco e úmido, TBS e TBU, respectivamente.

Page 15: Difusividade Em Gases

7

Segundo esta metodologia, encontra-se a variável Y, definida como

kmol.W/kmolB, segundo a qual é possível descobrir YA2, em kmol.W/kmol.WB

através de:

(25)

A variável umidade molar absoluta (Y) é calculada por:

(26)

Sendo U a umidade mássica absoluta, calculada por:

(27)

Na qual CpB e λW são, respectivamente, a capacidade calorífica do ar

e o calor latente de vaporização da água, tabelados ou calculados, e

Usat(TBU) é a umidade de saturação calculada na temperatura de bulbo

úmido:

(28)

Sendo Pasat calculada pela Equação de Antoine, avaliada à TBU.

2.3 Cálculo teórico da difusividade

A obtenção de valores teóricos para fins de comparação com os dados

experimentais pode ser feita através de alguns métodos citados em REID et al.

(1983), cujas formulações são baseadas nos princípios da Mecânica Quântica

(resolução da Equação de Boltzmann), sendo principalmente avaliadas as

influências de diversas variáveis (como pressão e temperatura) em nível

molecular.

Uma das correlações mais utilizadas para o cálculo da difusividade em

gases é a de Chapman-Enskog:

(29)

Esta equação é válida para P em atm, T em K e em Å. O valor de

difusividade é obtido em cm²/s.

Page 16: Difusividade Em Gases

8

A chave para se usar a Equação acima é a escolha correta do modelo

que descreve a interação intermolecular, para, então, ser possível a obtenção

da integral de colisão para difusão (ΩD) e do comprimento característico da

mistura ( ).

O modelo mais comumente utilizado para este fim é o do Potencial 12-

6 de Lennard-Jones, uma correlação popular que relaciona a energia

intermolecular entre duas moléculas com sua distância de separação, onde

é dado por: (REID et al., 1983)

(30)

Considerando o modelo de Lennard-Jones, Neufeld (PERRY e

GREEN, 1984) desenvolveu uma correlação empírica para o cálculo da integral

de colisão:

(31)

Na qual representa a temperatura reduzida, dada por:

(32)

Sendo k a constante de Boltzmann (k=1,3806503.10-23 J/K) e a

energia característica da mistura, dada pelo quociente:

(33)

REID et al. (1983) traz uma tabela com valores de /K para mais de 70

gases diferentes.

Esta correlação de Lennard-Jones, Neufeld é aplicável para gases

apolares e acarreta pequenos erros. No entanto, quando um ou ambos os

gases são polares, os desvios em comparação com dados experimentais são

maiores, devido as interações moleculares “extras”, decorrentes da ação de

outras forças intermoleculares.

Para gases polares Brokaw (PERRY e GREEN, 1984) sugeriu um

método alternativo para se calcular a integral de colisão:

(34)

Page 17: Difusividade Em Gases

9

Modelo dipolar adimensional da mistura:

(35)

Para cada componente:

(36)

Esta equação deve ser avaliada com as seguintes condições (PERRY

e GREEN, 1984):

(37)

(38)

(37)

(39)

Em suma, os cálculos de difusividade teórica devem ser feitos usando-

se a Equação de Chapman-Enskog, usando ambas as considerações acerca

da integral de colisão e do comprimento característico da mistura, sendo estes

avaliados segundo as condições: geral (Equação de Neufeld: ΩD Neufeld e média

aritmética para ) e para gases polares (Equação de Brokaw: ΩD Brokaw e

média geométrica para ).

Page 18: Difusividade Em Gases

10

3. METODOLOGIA

3.1.Materiais

O experimento da difusividade dos gases foi realizado com a utilização

dos seguintes materiais:

Éter etílico, que é um líquido volátil e será difundido no ar.

Higrômetro (sistema composto por termômetro de bulbo seco e

úmido).

Pipeta e pera, para a transferência do líquido.

Módulo experimental destinado a determinação da difusividade

(Figura 1). Composto por vários tubos de vidro, cujo diâmetro é muito

menor que seu comprimento, fixado sobre o papel milimétrico, cuja função é

marcar os pontos Lo e L1.

3.2. Métodos

A determinação da difusividade dos gases utilizando-se do módulo

experimental (Figura 2) consistiu dos passos abaixo:

1. Mediu-se a altura do tubo capilar (L2);

2. Seguiu-se com o preenchimento, utilizando a pipeta e a pera, sem

completar o volume.

3. Realizou-se a medida da posição inicial (Lo), as temperaturas de

bulbo seco e úmido.

4. Repetiu-se o passo 3 por 5 dias a cada 8 horas.

5. Os dados estão apresentados nas Tabelas 1 e 2.

Page 19: Difusividade Em Gases

11

.

Figura 2. (a) Termômetro úmido. (b) Módulo experimental.

Éter etílico (a) (b)

Page 20: Difusividade Em Gases

12

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Posteriormente ao procedimento experimental descrito acima, obteve-

se os dados dos níveis de Éter Etílico e Água, e também as temperaturas de

bulbo seco e bulbo úmido da água, em seus respectivos horários.

Os dados dos horários e níveis do Éter Etílico estão na Tabela 1

abaixo:

Tabela 1 - Nível de Éter Etílico

Dia Horário Nível Éter Etílico (cm)

22/10/2012 15:30 25,2

22/10/2012 22:00 24,6

23/10/2012 08:07 23,0

23/10/2012 15:06 22,0

23/10/2012 21:30 20,5

24/10/2012 07:32 19,5

24/10/2012 15:17 18,9

24/10/2012 21:30 18,2

25/10/2012 07:35 17,2

25/10/2012 15:05 16,4

25/10/2012 21:30 15,7

26/10/2012 07:39 14,6

26/10/2012 15:10 14,0

26/10/2012 22:00 13,2

Os horários, níveis da água e temperaturas do bulbo úmido e bulbo

seco estão dispostos na Tabela 2 abaixo:

Tabela 2 - Dados Referentes à Água

Dia Horário Nível H2O

(cm)

Temperatura Bulbo Seco

(ºC)

Temperatura Bulbo Úmido

(ºC)

22/10/2012 15:37 30,0 27,0 23,5

22/10/2012 22:10 29,9 27,0 23,0

23/10/2012 07:37 29,8 23,0 20,0

23/10/2012 15:37 29,8 21,5 17,5

23/10/2012 22:20 29,8 21,0 17,0

24/10/2012 07:27 29,8 20,0 17,0

24/10/2012 15:39 29,8 25,0 17,5

24/10/2012 22:19 29,8 24,0 18,0

25/10/2012 07:50 29,7 22,0 18,0

25/10/2012 15:18 29,7 26,5 21,5

25/10/2012 21:35 29,7 26,5 22,0

26/10/2012 07:54 29,7 26,0 22,0

26/10/2012 16:30 29,7 26,0 21,5

26/10/2012 22:00 29,5 25,0 21,0

Page 21: Difusividade Em Gases

13

Foram calculadas as diferenças das alturas da água e éter para o

segundo ponto como demonstrado abaixo, uma vez que para o ponto um tanto

o nível de água como éter será zero.

Primeiro para a água:

E depois para o éter:

Tabela 3 - Z1² e para água e éter

Z12 (cm²) - Água (min) - Água Z1

2(cm²) - Éter (min) – Éter

0 0 0 0

5,99 393 29,88 27000

11,96 960 106,04 63420

11,96 1440 151,04 88560

11,96 1843 214,79 111600

11,96 2390 254,79 147720

11,96 2882 277,83 175620

11,96 3282 303,80 198000

17,91 3853 339,20 234300

17,91 4301 366,08 261300

17,91 4678 388,55 284400

17,91 5297 421,88 320940

17,91 5813 439,04 348000

29,75 6143 460,80 372600

Plotando o gráfico Z1 em função de ϴ para água tem-se:

Figura 3 - Z1² em função de teta para a água

y = 0,003x + 4,7595 R² = 0,7805

0

5

10

15

20

25

30

35

0 2000 4000 6000 8000

Z1 (

cm²)

TETA (min)

ÁGUA

Série1

Linear (Série1)

Page 22: Difusividade Em Gases

14

E o gráfico de Z1 em função de ϴ para o éter etílico obtém-se:

Figura 4 - Z1² em função de teta para o éter etílico

Ambos os gráficos apresentam uma equação da reta do tipo

Onde , o coeficiente angular é definido como:

E define-se como:

Sendo:

P= 1,013x105 Pa

R= 8,314 Pa.m³/mol.K

T= Temperatura Média do bulbo seco = 24,32ºC

E CAL podendo ser calculado pela equação:

Onde densidade da substância (Kg/m³)

M.M. = Massa Molar (kg/mol).

E ainda:

y = 0,0735x + 37,78 R² = 0,9678

0

100

200

300

400

500

600

0 2000 4000 6000 8000

Z1 (

cm²)

TETA (min)

ÉTER

Série1

Linear (Série1)

Page 23: Difusividade Em Gases

15

Sendo Psat podendo ser calculada pela Equação de Antoine:

Onde A, B e C são constantes tabeladas para cada substância como

na Tabela abaixo e a temperatura usada deve ser a média do bulbo úmido.

Tabela 4 - Constantes de Antoine para Água e Éter Etílico

Água (H2O) Éter Etílico (C4H10O)

A 16,2886 14,0678

B 3816,44 2511,29

C -46,13 -41,95

Para o cálculo do YA2 é necessário calcular a umidade absoluta, que

calcula-se fazendo uso das Cartas Psicrométricas onde utiliza-se a temperatura

do bulbo seco e bulbo médio, como mostrado na figura abaixo:

Figura 5 - Determinação da umidade absoluta

Pela Figura 5 encontra-se a umidade absoluta de 13g/kg de ar seco.

Através deste pode-se calcular o Y, pela equação:

Page 24: Difusividade Em Gases

16

Sendo U a umidade absoluta (13g/kg de ar seco);

MB= massa molecular do ar (0,029 Kg/mol)

MW= massa molecular da água (18 g/mol)

Substituindo, obtém-se Y= 0,02094

E então calcular-se YA2;

Após os parâmetros, constantes e considerações necessárias serem

expostas é possível calcular a difusividade da água e do éter etílico.

4.1 Cálculo da difusividade do Éter

Calculando C para o éter:

Calculando CAL:

Calculando YA1,

Não há éter no ar.

Calculando YBM:

Page 25: Difusividade Em Gases

17

Substituindo na equação pra calcular o α:

Sendo o coeficiente angular do gráfico Z12 em função de teta para o

éter,

4.2 Cálculo da Difusividade da Água

Calculando C para a água:

Calculando CAL:

Calculando YA1,

Page 26: Difusividade Em Gases

18

Não há éter no ar.

Calculando YBM:

Substituindo na equação pra calcular o α:

Sendo o coeficiente angular do gráfico de Z12 em função de teta para

a água;

O valor da difusividade da água em relação ao ar, e do éter etílico em

relação ao ar, são respectivamente: 15,6 cm²/min e 5,376 cm²/min

(INCROPERA)

Calculando o desvio para cada caso

Page 27: Difusividade Em Gases

19

Tabela 5 - Desvios Relativos

Substância Dab calculado (cm²/min)

Dab tabelado (cm²/min)

Desvio Relativo

Éter Etílico 10,0136 5,376 0,8626

Água 903,6144 15,6 56,924

Percebe-se que os valores encontrados para a difusividade do éter e

da água, e principalmente para a água apresentam uma enorme discrepância.

Isso se deve algumas prováveis fontes de erro como:

Erro do operador no momento da medição;

Adotar que a pressão do sistema era 1 atm = 1,013x105 Pa,

quando o ideal seria um ambiente controlado para que diminuísse essa

possível fonte de erro.

Além de considerar que o ar é um gás estagnado e a

densidade da substância constante, quando esta varia com a

temperatura.

E também devido a diferentes pessoas manipulando os

mesmos equipamentos várias vezes em horários próximos, quando o

ideal seria que apenas uma pessoa pegasse todos os dados

necessários.

Apesar disso tudo descrito anteriormente, a difusividade do éter etílico

não se distanciou tanto do teórico apresentando um desvio relativo de 0,86. Já

para água os efeitos dos prováveis erros apresentaram-se muito mais

influentes, com um erro relativo extremamente alto.

Uma vez que a difusividade de A e B é proporcional á velocidade

molecular média, que depende da temperatura e da pressão dos gases, é

válido afirmar que com um aumento da temperatura irá aumentar a difusividade

para misturas gasosas.

Page 28: Difusividade Em Gases

20

5. CONCLUSÃO

A partir da metodologia e procedimento usado foi possível realizar os

cálculos dos coeficientes de difusão para ambas as substâncias, apesar destas

apresentam erros relativos altos, os quais foram descritos anteriormente.

Apesar disso, o método empregado se tomados os devidos cuidados

apresenta-se eficiente para a determinação do coeficiente de difusão sendo

relativamente simples e um pouco extenso.

Para que não ocorram os erros descritos acima, a prática poderia ser

avaliada em um período de tempo menor, porém com tomadas de temperatura

e de nível da substância num intervalo de tempo menor, assim, a variação de

temperatura e pressão não poderia trazer erros para a prática.

Page 29: Difusividade Em Gases

21

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL -

Departamento de Engenharia Química

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