Gás de N2 puro a 1 atm e 25 °C está fluindo através de um tubo cilíndrico feito de borracha de 10 m de comprimento, 3 cm de diâmetro interno e 2 mm...

Para determinar a taxa na qual o N2 vaza para fora do tubo, podemos utilizar a Lei de Fick para a difusão em meios não-estacionários. A taxa de vazamento de N2 é dada por: J = -D * A * (dC/dx) Onde: J é a taxa de vazamento de N2 (kmol/s) D é a difusividade do N2 na borracha (m²/s) A é a área da seção transversal do tubo (m²) (dC/dx) é o gradiente de concentração de N2 ao longo do tubo (kmol/m³.m) Para o caso (a), em que o meio circundante ao tubo é vácuo, o gradiente de concentração é dado por: (dC/dx) = (C1 - C2) / L Onde: C1 é a concentração de N2 no interior do tubo (kmol/m³) C2 é a concentração de N2 no vácuo (kmol/m³) L é o comprimento do tubo (m) Para o caso (b), em que o meio circundante ao tubo é ar atmosférico com 21% de O2 e 79% de N2, o gradiente de concentração é dado por: (dC/dx) = (C1 - C2) / L Onde: C1 é a concentração de N2 no interior do tubo (kmol/m³) C2 é a concentração de N2 no ar atmosférico (kmol/m³) L é o comprimento do tubo (m) Substituindo os valores fornecidos na fórmula e realizando os cálculos, podemos determinar a taxa de vazamento de N2 para cada caso.