Departamento de Engenharla Química
DEQ
Profa. Licianne Pimentel
uis
Questão 04: A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
(a) Número de Reynolds;

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos conta que água está passando por um tubo, entrando a 10°C e sendo aquecida até 40°C, com um diâmetro interno de 0,02 metros e uma taxa de massa de 0,01 kg/s. Precisamos calcular o Número de Reynolds dessa situação. Para isso, vamos usar conceitos de fluxo de fluidos, especificamente a fórmula do Número de Reynolds, que nos ajuda a entender se o fluxo é laminar ou turbulento.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender a fórmula do Número de Reynolds. Ele é dado por:
Re = rho cdot V cdot Dmu
Onde:
  • é a densidade do fluido (kg/m³)
  • é a velocidade do fluido (m/s)
  • é o diâmetro interno do tubo (m)
  • é a viscosidade dinâmica do fluido (Pa.s ou kg/(m·s))
Vamos precisar encontrar cada um desses valores para aplicar na fórmula.

Passo 3

Vamos começar encontrando a densidade ( ) e a viscosidade dinâmica ( ) da água na temperatura média do fluxo. Já que a água está sendo aquecida de 10°C para 40°C, a temperatura média é aproximadamente 25°C.
Consultando tabelas de propriedades da água:
  • Densidade ( ) a 25°C: aproximadamente 997 kg/m³
  • Viscosidade dinâmica ( ) a 25°C: aproximadamente Pa·s

Passo 4

Agora, precisamos calcular a velocidade ( A = pi cdot D^24 = pi cdot (0,02)^24 approx 3,14 times 10^-4 , m² ) da água no tubo. Sabemos a taxa de massa ( V = dotmrho cdot A = 0,01997 cdot 3,14 times 10^-4 approx 0,032 , m/s kg/s) e o diâmetro interno do tubo ( m).
Primeiro, calculamos a área da seção transversal do tubo:
²
Agora, a velocidade ( ) é dada por:

Passo 5

Com todos os valores em mãos, agora podemos calcular o Número de Reynolds:
Re = rho cdot V cdot Dmu = 997 cdot 0,032 cdot 0,020,89 times 10^-3 approx 717

Resposta

O Número de Reynolds para o fluxo de água no tubo é aproximadamente 717.

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Departamento de Engenharla Química
DEQ
Profa. Licianne Pimentel
uis
Questão 04: A água que entra a 10^circ C é aquecida a 40^circ C no tubo de 0,02 m DI a uma taxa de massa de 0,01 kg / s. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de 15000 W / m 2 sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
(d) A temperatura da superfície do tubo interno na tomada;
Determinar o calor liberado na combustão de 1 m^3 de metano (medido em CNTP), a 25^circ C e sob pressão total de 1 bar. São fornecidos: De; do H2 O(g)=-242 e do metano (CH4)=-74,8, em kJ/mol.
Queimando-se completamente 3,0539 g de álcool etílico líquido, C2 H5 OH, a 25^circ C numa bomba calorimétrica, o calor liberado é igual a 90,447 kJ.
Se o De do CO2(g) e do H2 O(l) são iguais a -393,51 kJ / mol e -285,83 kJ / mol, respectivamente, calcule o De do álcool etílico.
Queimando-se completamente 3,0539 g de álcool etílico líquido, C2 H5 OH, a 25^circ C numa bomba calorimétrica, o calor liberado é igual a 90,447 kJ.
Calcule o De molar de combustão do álcool etílico a 25^circ C;