16 - Uma esfera de produto químico (
), com
de diâmetro, foi introduzido dentro de uma sala para aromatizar. Considerando que uma corrente de ar, a
, com velocidade de
circula pela sala, e que o produto está a
e que sua pressão de vapor de é de 2.400 Pa. Estime o tempo necessário para o carreamento de todo o produto químico. Dado:
,
. (obs. Utilize o diâmetro médio).
Passo 1
Vamos analisar o enunciado: temos uma esfera de produto químico com diâmetro de
, densidade
e coeficiente de difusão
. Essa esfera é colocada em uma sala onde circula ar a
com velocidade de
. Queremos estimar o tempo necessário para que todo o produto químico seja levado pelo ar. Para resolver, vamos usar conceitos de transferência de massa por difusão e convecção, além de calcular a área da esfera e a quantidade de produto presente.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o volume da esfera usando a fórmula:
Como o diâmetro é
, o raio
é
ou
. Então:
Passo 3
Agora, calculamos a massa do produto químico na esfera:
Passo 4
Em seguida, calculamos a área da superfície da esfera:
Passo 5
Para estimar o tempo de carreamento, usamos a relação de transferência de massa por convecção:
onde
é o coeficiente de transferência de massa. Podemos estimar
usando a seguinte expressão para fluxo convectivo:
Aqui,
é o comprimento característico, que podemos considerar como o diâmetro da esfera,
.
Então:
Passo 6
Agora, substituímos os valores na fórmula do tempo:
Convertendo para horas:
Resposta
O tempo necessário para o carreamento de todo o produto químico é aproximadamente
horas.
Exercícios relacionados
8 - Considere uma janela de vidro de
de altura e
de largura com uma espessura de
, condutividade térmica
e emissividade de 0,9 . A sala e as paredes voltadas para a janela são mantidas a
) e a temperatura média da superfície externo é de
. Determine a taxa de transferência de calor através da janela. (429,98 W)
Duas cargas
e
localizadas, respectivamente em
e
. Discuta o movimento de uma partícula
colocada em
. Faça uma representação gráfica em um plano cartesiano.
Utilizando uma planilha eletrônica/tabela de dados (Excel, Libreoffice ou usando alguma linguagem de programação que você domine), calcule e faça o gráfico do campo magnético de uma bobina de Helmholtz em função da distância do centro das bobinas ao longo do eixo comum entre elas, para
. Em que intervalo de
o campo magnético varia em menos de
?
Dica: tenha em conta que o campo resultante (tomando o centro da bobina como origem) é dado pela superposição de campos da bobina centrada em e da bobina centrada em
.
Dica: tenha em conta que o campo resultante (tomando o centro da bobina como origem) é dado pela superposição de campos da bobina centrada em e da bobina centrada em
.
Anexe tanto a tanto a planilha/tabela de resultados quanto o gráfico construídos na sua resposta.
Dica: tenha em conta que o campo resultante (tomando o centro da bobina como origem) é dado pela superposição de campos da bobina centrada em
Dica: tenha em conta que o campo resultante (tomando o centro da bobina como origem) é dado pela superposição de campos da bobina centrada em
Anexe tanto a tanto a planilha/tabela de resultados quanto o gráfico construídos na sua resposta.
Determine a função de onda que descreve a onda transversal em uma corda que se propaga no sentido
, com comprimento de onda
, frequencia
e amplitude