Fenômenos de transporte

 

 

 

 

 

                       

 

 

 

                                                     
 
Termodinâmica

1- O que se entende por volume de controle? É o volume no espaço para o qual ou do qual a substância escoa.

2-  O que se entende por superfície de controle?  É a superfície que envolve ( limita) o volume de controle.    

3- O que é um sistema fechado? É um sistema que não permite fluxo de massa através da sua fronteira.

4- Qual é o nome especial dado ao sistema quando o fluxo de massa é nulo? Massa de controle.

5- Quando um sistema termodinâmico está em equilíbrio? Um sistema está em equilíbrio termodinâmico quando não apresenta reações químicas, nem variações de pressão e temperatura, isto é, o equilíbrio termodinâmico implica em três espécies de equilíbrio: o químico, o térmico e o mecânico.

Quando as propriedades são constantes de um um ponto ao outro e não há tendência de mudança com o tempo. 

6- O que significa uma fase homogênea? A fase é dita homogênea quando a substancia tem a mesma composição química e as mesmas propriedades físicas em toda a sua extensão.

7- Como se define pressão manométrica? É a pressão indicada pela diferença de altura da coluna do líquido manométrico ( manômetro de tubo aberto), sendo uma indicação de quanto a pressão do sistema é maior que a pressão atmosférica.

8- Um termômetro de mercúrio pode ser utilizado para medir qualquer intervalo de temperatura? Explique. Não, ele pode medir temperaturas que estejam no intervalo entre a temperatura de fusão e de ebulição da substância termométrica, no caso o mercúrio.

9 - Um manômetro é utilizado para medir a pressão num tanque. O fluido utilizado tem uma densidade de 850 kg m-3 e a diferença de nível do fluido nos dois ramos do manômetro é de 55 cm. Se a pressão atmosférica local é de 96 kPa determine a pressão absoluta no interior do tanque. Tome g=9,807 m s-2.

dados:                                           Pabs = Patm + P man

r = 850 kg/m3                    Pabs = 96.103   + 0,85. 103x 9,807x0,55

h = 55 cm => 0,55 m         Pabs = 100,6 kPa

Patm = 96 kPa

g = 9,807 m/s2

10 - Determine a pressão atmosférica, em kPa, num local em que a leitura do barômetro é de 740 mmHg e a aceleração da gravidade é g = 9,7 m/s2. A densidade do mercúrio é 13 570 kg/m3.

Patm =?

P bar = 740 mmHg             P = r.g.h

g = 9,7 m/s2                                P = 13570.9,7.0,74

r = 13570 kg/m3                     P = 97,4 kPa

11 - Pode utilizar-se um barômetro para determinar a altura de um edifício. Se as leituras do barômetro no cimo e na base do edifício são, respectivamente, 730 e 755 mmHg determine a altura do edifício. Tome para densidade média do ar 1,18 kg/m3 e do mercúrio 13 590 kg/m3.

Pc = 730 mmHg             DP = 13590. 9,8. (0,755 - 0,730)

Pb = 755 mmHg             DP = 3,33 kPa

r ar = 1,18  kg/m3          3,33k = 1,18. 9,8.Dh

Hg = 13590 kg/m3      Dh = 289,96 m

g = 9,8 m/s2

12 - Um manômetro ligado a um reservatório indica uma pressão (relativa) de 3,5 bar num local onde a leitura dum barômetro é 75 cm Hg. Determine a pressão absoluta, em bar, no reservatório. Usar g=9,81 m/s2 e densidade média do mercúrio 13 590 kg/m3.

Prel = 3,5 bar => 350 kPa.                 Patm = rgh

Pbar = 75 cm/Hg    => 0,75 m Hg      Patm = 13590.9,81.0,75

P abs = ?                                            Patm = 99,98 kPa

g = 9,81 m/s2                                                 Pabs= Patm+ Prel

Hg = 13590 kg/m3                                Pabs= 99,98k +530k = 449,98kPa

                                                           Pabs= 4,499.105 Pa

 1 bar = 105 Pa   ------>logo ----->   Pabs= 4,499 bar

13- A que temperatura coincide as leituras dos seguintes pares de escalas de temperatura?

a) Celsius e Fahrenheit;    C/5 = (F -32)/9    C=F   

C/5 = (C-32)/9

9C = 5 (C-32)

9C = 5C -160

9C-5C = -160

4C = -160

C= -160/4

C= -40

b) Fahrenheit e Kelvin;     (F-32)/9 = (K - 273)/5   F=K

(K-32)/9 = (K - 273)/5

5(K-32) = 9(K - 273)

5K - 160 = 9K -2457

5K -9K = - 2457+160

-4K = - 2297 x (-1)

4K = 2297

K = 2297/4

K = 574,2

14- Um automóvel de 2200 kg viajando com velocidade de 90 hm/h colide com a traseira de um automóvel de 1000 kg, parado. Depois da colisão, o automóvel mais pesado diminui para 50 km/h e o mais leve adquire uma velocidade de 88 km/h. Qual foi o aumento da energia interna, tomando os dois veículos como sistema? (176.600 J)

ANTES                                      DEPOIS

ma = 2200kg                             2200kg

Va = 90 km/h = 25 m/s              50 km/h = 13,89 m/s

mp = 1000 kg                            1000kg

Vp = 0 km/h                               88 km/k = 24,44 m/s

DU = ?   E =  Ec + Ep + U = CTE      EA= ED

EcA + EpA+ UA = EcD + EpD + UD

1/2 .ma.va2 + UA = 1/2 .ma.v2 + 1/2 .mp.v2 + UD

 

1/2. 2200.(25)2 + UA = 1/2.2200.(13,89)2 + 1/2.1000.(24,44)2 + UD

687500 + UA= 212225,31 + 298656,80 + UD

UD - UA = 687500-212225,31-298656,80

DU = 176617,87 J

DU = 176,62 kJ

DU = 1,77x105 J