Uma coluna tubular empregada em cromatografia gasosa tinha um diâmetro interno de 5,0 mm. Uma vazão de
foi empregada. Calcule a velocidade linear em
na saída da coluna.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está nos pedindo. Temos uma coluna tubular usada em cromatografia gasosa com um diâmetro interno de 5,0 mm e uma vazão de
. Queremos calcular a velocidade linear (
) na saída da coluna, expressa em
.
Para resolver isso, precisamos utilizar conceitos de cinemática dos fluidos, especificamente a relação entre vazão, área da seção transversal e velocidade linear. As fórmulas envolvidas serão:
onde:
-
é a velocidade linear, -
é a vazão, -
é a área da seção transversal da coluna.
Passo 2
Vamos começar convertendo o diâmetro interno da coluna para o raio, já que a fórmula da área utiliza o raio. O diâmetro (
) é 5,0 mm, então o raio (
) é:
Convertendo para centímetros, pois queremos a resposta em
:
Passo 3
Agora, calculamos a área da seção transversal da coluna usando a fórmula da área de um círculo:
Passo 4
A proximidade do valor de
facilita os cálculos. Agora, precisamos converter a vazão de
para
, já que
:
Convertendo minutos para segundos:
Passo 5
Finalmente, usamos a fórmula da velocidade linear:
Resposta
A velocidade linear na saída da coluna é aproximadamente
.