Ao se estudar a transferência de calor por condução em sólidos, faz-se um balanço de energia em um volume de controle do sólido que resulta em uma equação diferencial parcial. Analisando-se apenas a transferência de calor em uma dimensão, em um processo estacionário, sem geração de calor, fica-se com uma equação diferencial ordinária que, uma vez resolvida, apresenta constantes de integração. Essas constantes precisam ser determinadas por meio de condições de contorno apropriadas para cada situação. Com base nesses dados, conclui-se que a(o)

Com o objetivo de aquecer biodiesel durante alguma etapa de seu processamento, pretende-se usar um trocador de calor CT 1-4 com 20 tubos medindo 10 cm de diâmetro interno e espessura de 1 cm. Os coeficientes de película interno e externo são iguais a 48 W.m-2.K^-1 e 40 W.m^-2.K^-1, respectivamente, e o número !$ \pi !$ é igual a 3. Sabendo-se que o número de unidades de transferência para esse trocador é 0,4 e que o fluido quente é aquele que tem a mínima capacidade térmica, cujo valor é 3.600 W K^-1, o comprimento de cada tubo, em cada passagem, é, aproximadamente,

Usa-se uma bomba centrífuga para transferir um solvente volátil de um tanque para outro. O solvente é um fluido newtoniano e incompressível e escoa na tubulação em regime plenamente turbulento. O relatório técnico das últimas 24 horas mostra que, às 10 horas, a referida bomba operava com carga positiva de sucção (CPS) disponível igual à requerida, e que, no referido período, a temperatura ambiente variou, conforme mostra a tabela abaixo.

Tempo (horas): 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Temperatura (ºC): 20 17 17 24 30 34 41 38 34 30 27 23 20

Sabendo-se que os tanques, a tubulação e a bomba estão permanentemente expostos ao meio ambiente, e que as demais variáveis envolvidas permaneceram inalteradas no referido período, a bomba

Dado: A carga positiva de sucção (CPS) corresponde ao termo da língua inglesa Net Positive Suction head (NPSH).

Em determinada indústria, a bomba centrífuga X será substituída pela Y que, sabe-se de antemão, vai operar com uma vazão 30% maior que a de X. Designando a carga positiva de sucção disponível das bombas X e Y por, respectivamente, CPSX e CPSY, considerando que o regime de escoamento com a bomba X era plenamente turbulento e mantidas inalteradas as demais variáveis envolvidas, a razão CPSY/CPSX é

Dado: A carga positiva de sucção (CPS) corresponde ao termo da língua inglesa

Net Positive Suction head (NPSH).

Fluido é a denominação genérica para líquidos e gases. Nesse sentido, considere as afirmativas abaixo.

I - Um fluido incompressível escoa sempre da menor para a maior pressão.

II - Um fluido perfeito é aquele que provoca baixas perdas de carga quando em escoamento.

III - A viscosidade de um líquido diminui com o aumento da temperatura.

IV - Manômetros diferenciais são empregados para medir a diferença de pressão estática entre dois pontos de um fluido em escoamento.

São corretas APENAS as afirmativas

Fluidos podem escoar nos regimes laminar ou turbulento. Nesse sentido, considere as afirmativas abaixo.

I - No escoamento laminar, a transferência de momento ocorre exclusivamente de forma convectiva.

II - O escoamento turbulento é caracterizado pela mistura provocada pelos turbilhões no escoamento.

III - No regime laminar, o perfil de velocidades de um fluido escoando em um tubo é um paraboloide de revolução.

IV - No escoamento turbulento entre placas planas paralelas e infinitas, o fluido escoa em camadas, tendo cada camada uma velocidade determinada.

São corretas APENAS as afirmativas

Qual a vazão com que a água escoa em uma tubulação de 2 cm de diâmetro, sabendo-se que o número de Reynolds do escoamento é igual a 2x105?

Dados:

• massa específica da água: 1.000 kg. m^-3

• viscosidade da água na temperatura de escoamento: 10^-3 Pa. s

A equação de estado de van der Waals, representada abaixo, é utilizada para descrever o comportamento de gases reais e inclui os parâmetros a e b.

!$ \left ( p + \dfrac{a}{V^2} \right )\,\,(V - b) = RT !$

Esses parâmetros podem ser determinados empiricamente ou estimados a partir do conhecimento da temperatura e da pressão críticas do gás em questão. No caso da amônia, qual a estimativa correta para o parâmetro a, em J.m³.mol^-2?

Dados:

• T_c (NH₃) = 400 K

• p_c (NH₃) = 11 MPa

• R = 8 J.mol^-1.K^-1

Um ciclo de Rankine é utilizado para a produção de energia elétrica em uma unidade piloto multipropósito. Sabendo- se que as entalpias específicas da água de alimentação da caldeira, do vapor superaquecido que sai da caldeira e do vapor saturado que deixa a turbina são iguais a 900 kJ/kg, 3.000 kJ/kg e 2.700 kJ/kg, respectivamente, e que 1 kW é igual a 1 kJ/s, se a caldeira gerar calor a uma taxa de 2.100 kJ/min, a potência elétrica produzida, em kW, será

Um reservatório cilíndrico fechado contém dióxido de carbono a temperatura e pressão ambientes. Admitindo comportamento ideal para o gás, qual a variação estimada da entropia do CO₂, em J.mol^-1.K^-1, quando aquecido até que sua pressão atinja 270 KPa?

Dados:

• Cp (CO₂) = 23 J.mol^-1.K^-1

• R = 8 J.mol^-1.K^-1