O coeficiente convectivo em um processo de convecção é de
. Qual a diferença de temperatura entre uma superfície que absorve
na forma decolar e o ambiente que sede o calor?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o enunciado está pedindo. Temos um coeficiente convectivo de
em um processo de convecção. Queremos descobrir qual é a diferença de temperatura entre uma superfície que está absorvendo
de calor e o ambiente ao seu redor.
Para resolver isso, vamos usar a fórmula da transferência de calor por convecção, que é:
Onde:
-
é a taxa de transferência de calor ( ), -
é o coeficiente convectivo ( ), -
é a diferença de temperatura ( ou ).
Passo 2
Nos próximos passos, vamos reorganizar essa fórmula para encontrar a diferença de temperatura
. Queremos isolar
, então dividimos ambos os lados da equação por
:
Agora, essa fórmula nos permite calcular
se conhecemos
e
.
Passo 3
Substituindo os valores fornecidos no problema na fórmula que acabamos de reorganizar:
Resposta
A diferença de temperatura entre a superfície e o ambiente é de
.
Exercícios relacionados
O cloro gasoso (
) é extensivamente utilizado em processos químicos. No entanto, esse composto é tóxico e, mesmo em pequenas quantidades, pode provocar sérias lesões e até mesmo a morte. Nesse sentido, as legislações ambientais têm adotado limites altamente restritivos para a emissão de
, de modo que são necessários processos para recuperação do cloro não reagido. Entre os métodos disponíveis, há a absorção reativa do
em spray de solução aquosa alcalina. A equação abaixo representa a reação homogênea em fase líquida em um reator batelada entre cloro (B) e hidróxido de sódio (A), produzindo hipoclorito de sódio ©, água (D) e cloreto de sódio (E):
Admitindo-se que a taxa de transferência de massa entre o gás e as gotas de solução alcalina é suficientemente elevada; assumindo que a reação química é o mecanismo controlador do processo e a concentração dos reagentes não varia com o espaço no interior das gotas, avalie as afirmações a seguir. Se necessário, considere que .
I. A velocidade de decomposição de B é o dobro da velocidade de decomposição de A.
II. Considerando que a reação é elementar, pode-se expressar a velocidade global como .
III. A utilização de um método de pulverização mais eficiente, capaz de produzir gotas de solução alcalina com diâmetro menor, favorece a velocidade da reação.
IV. Se A for mantido em excesso no meio reacional, assumindo que a constante de velocidade vale , a concentração inicial de B na fase líquida é reduzida pela metade em
.
V. A contínua remoção de C e E aumenta a velocidade de reação.
É correto apenas o que se afirma em
(A) I e II.
(B) I e V.
© I e IV.
(D) III e IV.
(E) III e V.
Admitindo-se que a taxa de transferência de massa entre o gás e as gotas de solução alcalina é suficientemente elevada; assumindo que a reação química é o mecanismo controlador do processo e a concentração dos reagentes não varia com o espaço no interior das gotas, avalie as afirmações a seguir. Se necessário, considere que
I. A velocidade de decomposição de B é o dobro da velocidade de decomposição de A.
II. Considerando que a reação é elementar, pode-se expressar a velocidade global como
III. A utilização de um método de pulverização mais eficiente, capaz de produzir gotas de solução alcalina com diâmetro menor, favorece a velocidade da reação.
IV. Se A for mantido em excesso no meio reacional, assumindo que a constante de velocidade vale
V. A contínua remoção de C e E aumenta a velocidade de reação.
É correto apenas o que se afirma em
(A) I e II.
(B) I e V.
© I e IV.
(D) III e IV.
(E) III e V.
Para cada afirmativa a seguir determine se é verdadeira ou falsa.
y) Ao colocar água para ferver o uso de um misturador aumenta a troca de calor.
y) Ao colocar água para ferver o uso de um misturador aumenta a troca de calor.
O etilenoglicol é um produto de interesse para a indústria química. Suas principais aplicações são como anticongelante e como matéria-prima na produção de fibras de poliéster. O etilenoglicol é produzido pela hidrólise do óxido de etileno, segundo a reação:
Uma empresa produz etilenoglicol em um reator, que opera a
, por meio da reação de hidrólise do óxido de etileno catalisado por ácido sulfúrico, com excesso de água no meio reacional. Sabe-se que a reação é de primeira ordem em relação ao óxido de etileno e que a conversão do óxido de etileno é de 70%. A vazão de alimentação do reator é
e a velocidade específica da reação (k) é
. No reator usado para esta reação, a concentração de um dado componente não varia com o tempo e também não varia no espaço (em função da posição dentro do reator). Dados:
vazão molar de A na entrada do reator (
);
conversão de A ;
concentração molar de A na entrada do reator (mol/L);
equação da velocidade da reação
volume do reator (L);
vazão volumétrica na entrada do reator (L/min);
Reator CSTR:
; Reator PFR:
. Se for necessário calcular
(y), use a equação apresentada e aproxime truncando no segundo termo da série:
Com os dados apresentados, conclui-se que o tipo de reator usado por essa empresa para produzir o etilenoglicol e o volume aproximado desse reator são, respectivamente,
(A) PFR e
(B) CSTR e V = 7778 L
© CSTR e V = 3333 L
(D) PFR e V = 1150 L
(E) PFR e V
(A) PFR e
(B) CSTR e V = 7778 L
© CSTR e V = 3333 L
(D) PFR e V = 1150 L
(E) PFR e V
Uma reação irreversível e de primeira ordem, em fase líquida, ocorre em um CSTR perfeitamente misturado. A espécie Sobre o comportamento dinâmico desse sistema e sua resposta a perturbações quando operado isoladamente ou em série, avalie as afirmações a seguir.
I. O modelo que representa o perfil dinâmico de concentração molar do CSTR é de primeira ordem.
II. Após atingir a operação em estado estacionário, o CSTR é submetido a uma perturbação do tipo degrau, e um novo estado estacionário é atingido instantaneamente.
III. O perfil dinâmico de concentração molar de dois reatores CSTR operando em série pode ser representado por uma função de transferência de segunda ordem.
IV. Os controles Proporcional-Integral (PI) e Proporcional-Integral-Derivativo (PID) garantem que não haverá erro quando o processo atingir a estabilidade.
É correto apenas o que se afirma em
(A) I e II.
(B) II e IV.
© II e III.
(D) I, III e IV.
(E) II, III e IV.
I. O modelo que representa o perfil dinâmico de concentração molar do CSTR é de primeira ordem.
II. Após atingir a operação em estado estacionário, o CSTR é submetido a uma perturbação do tipo degrau, e um novo estado estacionário é atingido instantaneamente.
III. O perfil dinâmico de concentração molar de dois reatores CSTR operando em série pode ser representado por uma função de transferência de segunda ordem.
IV. Os controles Proporcional-Integral (PI) e Proporcional-Integral-Derivativo (PID) garantem que não haverá erro quando o processo atingir a estabilidade.
É correto apenas o que se afirma em
(A) I e II.
(B) II e IV.
© II e III.
(D) I, III e IV.
(E) II, III e IV.