Uma corrente de ar seco escoa com velocidade de 10 cm/s sobre uma lâmina de madeira de comprimento de 1,5 m e espessura de 2 mm, embebida por uma fina película de água. Sabendo que o ambiente está a 1 atm e 25°C, calcule o coeficiente convectivo de transferência de massa. Dados: v = 1,5 x10^-5 m² / s , D_AB a 25ºC = 0,260 cm² / s. Utilize a Analogia Reynolds, dada pela equação:

onde StD é número de Stanton de massa, ShL é número de Sherwood, Sc é o número de Schmidt, ReL é o número de Reynolds. Cf é o coeficiente de atrito que, para placas, pode ser dado por:

Regime laminar:

Regime turbulento:

Resposta:

Considerando o gráfico da cinética da degradação do tolueno na ausência e presença de benzeno (B) e xileno (X), calcule a taxa máxima de degradação do tolueno em cada um dos experimentos (i), (ii) e (iii).

Cinética de biodegradação do tolueno na ausência e presença de benzeno (B) e xileno (X).

Resposta:

A figura abaixo mostra um esquema de uma termoelétrica que opera segundo um ciclo de Rankine.

O diagrama pressão versus entalpia abaixo representa o ciclo de Rankine, da termoelétrica esquematizada na figura acima. Identifique qual equipamento representa cada trecho do gráfico abaixo.

Resposta:

Um conjunto de placas metálicas é montado conforme mostrado na figura abaixo. Sabe-se que a placa A é de cobre, e as placas B, C e D são de aço inox. Existe uma taxa de geração de energia térmica uniforme e constante na placa C. A resistência de contato entre as placas é desprezível.

Qual dos perfis de temperatura abaixo melhor representa a situação descrita em regime permanente?

Considere uma mistura gasosa, contendo 4 espécies químicas diferentes: A, B, C e D. As velocidades das espécies químicas A, B, C e D são dadas, respectivamente, por:

A velocidade média mássica é definida como: , onde ρ_A, ρ_B, ρ_C e ρ_D são as concentrações mássicas das espécies químicas A, B, C e D, respectivamente.

Com relação ao exposto acima, pode-se afirmar que:

1) O fluxo mássico difusivo da espécie química B é dado por:

2) O fluxo mássico difusivo da espécie química A é dado por:

3) O fluxo mássico difusivo da espécie química C é dado por:

4) O fluxo mássico convectivo da espécie química D é dado por:

5) O fluxo mássico convectivo da espécie química A é dado por:

6) O fluxo mássico convectivo da espécie química D é dado por:

7) O fluxo mássico total da espécie química C é dado por:

8) O fluxo mássico total da espécie química B é dado por:

Resposta:

Um conjunto de placas é mostrado na figura abaixo. A temperatura na superfície externa da placa A (x = 0) é de 50ºC. A superfície interna da placa A (x=10cm) está à temperatura de 60ºC. Determine a temperatura na posição x = 33 cm.

Dados k_A = 400 W/mK, k_B = 200 W/mK, k_C = 120 W/mK, k_D = 270 W/mK

Resposta:

Um trocador de calor de tubos concêntricos é utilizado para elevar a temperatura do ar, empregado em processos de secagem, de 120 para 170ºC. O ar escoa no tubo interno a uma vazão mássica de 2 kg/s, enquanto recebe calor de uma corrente de vapor d’água que escoa no tubo externo a uma vazão de 1 kg/s. O vapor d’água entra no trocador à temperatura de 180ºC. A pressão em ambos os tubos é de 100 kPa. Determinar a temperatura do vapor na saída do trocador.

Tabela 1 – Propriedades Termodinâmicas do vapor d’água a 100kPa

Tabela 2 – Propriedades Termodinâmicas do ar a 100kPa

Resposta:

A Célula de Arnold é um dispositivo que, de forma simples, permite a medição da difusividade mássica, através da medida da variação de nível do líquido com o tempo. Na figura abaixo, é mostrado um esquema do experimento.

Para o cálculo da difusividade mássica da espécie química (A) no ar (B), utilizando o experimento da Célula de Arnold, em estado pseudoestacionário, indique os ítens abaixo que não são necessários:

1) Temperatura do experimento 2) Pressão do experimento 3) Área de seção reta do tubo 4) Tempo t_f 5) Altura do nível em t = 0 6) Altura do nível em t = t_f 7) Altura total da Célula de Arnold 8) Massa molecular da espécie química (A) 9) Massa específica da espécie química (A), na fase gasosa 10) Massa específica da espécie química (A), na fase líquida 11) Velocidade de escoamento do ar escoando sobre o experimento 12) Pressão de vapor da espécie química (A), na temperatura do experimento
Resposta:

A identificação de substâncias químicas, presentes em amostras sólidas, líquidas, e gasosas, é uma etapa fundamental para a pesquisa, desenvolvimento de produtos e processos. Associe as técnicas analíticas instrumentais com o princípio de funcionamento apresentado na tabela abaixo.

T1 - Cromatografia líquida- HPLC;

T2 - Cromatografia gasosa – CG;

T3 - Espectrômetro de Massas – CGMS.

Resposta:

Nos postos de combustíveis, o consumidor está exposto ao vapor de combustíveis onde um dos componentes da mistura é o álcool etílico (etanol). O limite de tolerância máximo permitido pela legislação brasileira (Anexo 11, NR15) é de 780 ppm. Obtenha a concentração equivalente em mg/m³ na temperatura de 25ºC.

Dados: ρ _etanol = 1,88 g/L; Massa molecular _etanol = 46 g/mol; R = 0,082 atm L/ (mol K).

Resposta:

No tratamento de efluente por processos físico-químicos, são utilizados floculantes à base de Al₂(SO₄)₃ ou FeCl₃. A reação que produz a floculação ocorre em meio alcalino, de acordo com as reações descritas abaixo.

a Al₂(SO₄)₃ + b NaOH c Al(OH)₃ + d Na₂SO₄

e FeCl₃ + f NaOH g Fe(OH)₃ + h NaCl

Com relação às reações acima, pode-se afirmar que:

Após um vazamento de gás CO₂, verificou-se que, de um volume de 20 m³ de ar, 5 m³ foram deslocados pelo gás que vazou. Considere as seguintes frações molares dos componentes do ar: 79% de Nitrogênio e 21% de Oxigênio. Qual a nova fração molar de O₂ resultante na atmosfera do local do vazamento?

A água escoa em regime permanente no interior de um tubo de comprimento L e raio R. Calcule a velocidade uniforme de entrada, u₁, se a distribuição de velocidade na seção de saída é dada por:

Resposta:

Um sistema de coleta de água de chuva para reúso foi construído em uma região onde o índice pluviométrico é de 1.000 mm/ano. A coleta é feita na área de 3.650 m² de telhado da empresa, sendo armazenada em um tanque aberto. Qual a menor potência da bomba requerida para bombear a água para um reservatório aberto a 28,8 m de altura do nível da cisterna de coleta, supondo a perda de carga desprezível no circuito hidráulico e a eficiência da bomba de 80%? A bomba deverá operar durante um período diário de apenas uma hora, tendo a capacidade de enviar para o reservatório a quantidade de água acumulada durante um dia. Massa específica da água = 10³ kg/m³; g=10m/s².

A equação do balanço global de energia mecânica é dada abaixo:

Resposta:

O escoamento de ar sobre a placa plana forma uma camada limite, como ilustrado na figura abaixo. O escoamento à montante da placa é uniforme com velocidade u_b ^* igual a 30m/s. A distribuição de velocidade dentro da camada limite (0≤y≤ δ) ao longo da secção cd pode ser aproximada por u/u_b ^*=2(y/ δ) – (y/ δ)². A espessura da camada limite na posição d é δ = 5mm. Considerando-se que a largura da placa perpendicular ao escoamento seja w=1m e que o comprimento L=2m, calcule a vazão em massa através da superfície bc do volume de controle abcd. Considere a massa específica do ar = 1,0 kg /m³.

Resposta:

Um manômetro de tubo em U está conectado em uma placa de orifício, onde escoa ar, conforme ilustrado na figura abaixo. Se o fluido do manômetro for o mercúrio e se P₁= 2 atm, determine a pressão P₂ (em N/m²). Nesta questão, considere g=10 m/s², ρ_Hg=13,6 10³ kg/m³, ρ_Ar=1 kg/m³, h=1 m. Dados: 1 atm = 1,013 10⁵ N/m². 

Resposta:

A figura abaixo apresenta o esquema de tanque cilíndrico de 10 m³ que é alimentado com água pelas torneiras A e B que possuem vazão de 1 e 2 m³/h, respectivamente. As torneiras C e D possuem vazão de 0,5 e 1,0 m³/h. Quando o nível do tanque estiver a 10% de seu volume máximo, calcule o tempo para encher ou esvaziar o tanque se as quatro torneiras forem abertas simultaneamente. Considerar que as vazões das torneiras A, B, C e D são constantes, não variando com o nível do tanque.

Resposta:

O sistema de bombeamento afogado é aquele que:

Analise as afirmações a seguir sobre parâmetros indicadores da qualidade das águas e controle de efluentes líquidos:
I - Os principais indicadores de contaminação fecal são os Coliformes Termotolerantes e Cianobactérias. II - As principais formas de fósforo encontradas nas águas residuárias são os ortofosfatos, os polifosfatos, o fósforo orgânico e o fósforo tenso. III - A quantidade de Nitrogênio Total dosada em uma amostra é proporcional à soma do Nitrogênio Kjeldahl Total e do Nitrito. IV - A temperatura é um parâmetro controlado nas águas residuárias porque elas provocam elevações da temperatura do corpo receptor, ocasionando o aumento da solubilidade do oxigênio dissolvido e da taxa das reações químicas e biológicas. V - A quantidade de Sólidos Totais contida em um efluente é constituída por Sólidos em Suspensão e Sólidos Dissolvidos, sendo as suas características físicas e físico-químicas classificadas em sólidos voláteis e fixos.
É(São) correta(s) APENAS a(s) afirmação(ões)