Questões Militares Comentadas por alunos sobre fenômenos de transporte: mecânica dos fluidos, transferência de calor e transferência de massa em engenharia química e química industrial

Uma barra de ferro que pesa 3kg é colocada em um tanque contendo 1m3 de água (T = 25°C). Calculando-se a temperatura de equilíbrio (sabendo-se que o sistema não perde calor para as vizinhanças), verifica-se quanto calor é transferido do ferro (T = 300°C).
Dados: Calor específico do ferro 0,42kJ.kg^-1.k^-1 Calor específico da água 4,2kJ.kg^-1.k^-1
Nesse contexto, é correto afirmar que o calor, em KJ, transferido do ferro para a água corresponde a

Quando um determinado bloco está na água, possui dois terços de seu volume embaixo d’água a 20°C, e quando flutua no óleo, 90% do seu volume fica submerso.
Sabendo-se que esse bloco flutua, é correto afirmar que a massa específica do bloco e do óleo, respectivamente, ambas em kg/m³, é

Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma sobre transferência de calor.
( ) Regime estacionário ou permanente é quando o calor transmitido em um sistema depende do tempo. ( ) Regime transiente é quando a temperatura varia com o tempo e a posição; portanto, varia a energia interna e ocorre armazenamento de energia. ( ) A taxa de condução de calor em determinada direção é proporcional ao gradiente de temperatura (dT/ dx). ( ) A condução é o processo de propagação do calor que se dá por contato entre as partículas, não necessitando de um meio para ocorrer.
De acordo com as afirmações, a sequência correta é

Vapor de água escoa através de uma tubulação de aço, com 5m de comprimento, 20cm diâmetro interno e 5mm de espessura, a uma vazão de 1,0 kg.s-1. O vapor entra na tubulação saturado e sai 10% liquefeito, à pressão de 1atm, conforme indicado a seguir

Dados adicionais:

k = 50 W.m^-1. °C^-1 (condutividade do aço)

H_L = 419 kJ.kg^-1 (entalpia específica do líquido saturado a 1atm)

H_V = 2677 kJ.kg^-1 (entalpia específica do vapor saturado a 1atm)

ln(r_e /r_i ) = 0,025

A quantidade de calor transferida, por condução, através da tubulação é

em que k é a condutividade térmica do aço, L é comprimento da tubulação, ri é o raio interno da tubulação e re é o raio externo, Ti e Te são as temperaturas interna e externa da tubulação, respectivamente.

A partir dos dados fornecidos, considerando-se desprezíveis as variações de energia cinética e de pressão, pode-se dizer que a temperatura na parede externa da tubulação (Te) é

Água deve ser bombeada a uma vazão de 1m³ .h, a partir de um reservatório para o topo de uma coluna de absorção, segundo o esquema representado a seguir. O reservatório é aberto e a pressão da água na entrada da coluna deve ser igua a 2 atm (P₂ ).

Considerando que a eficiência de operação da bomba é de 75% e que as perdas por atrito nas tubulações podem ser desprezadas, a potência requerida pela bomba é