Uma mangueira conectada a um bocal é usada para encher um recipiente de 50 litros. O diâmetro interno da mangueira é de 2 cm , e se reduz a 1 cm na saída do bocal. São necessários 60 s para encher o reservatório. Determine:
a) As vazões de volume e massa de água através da mangueira;
a) As vazões de volume e massa de água através da mangueira;
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma mangueira conectada a um bocal que enche um reservatório de 50 litros em 60 segundos. O diâmetro interno da mangueira é de 2 cm, mas diminui para 1 cm na saída do bocal. A gente precisa descobrir duas coisas:
- A vazão volumétrica da água pela mangueira.
- A vazão mássica da água pela mangueira.
Pra resolver isso, vamos usar conceitos de vazão volumétrica (quanto volume passa por segundo) e vazão mássica (quanto peso passa por segundo). Também vamos lembrar que a densidade da água é importante pra converter volume em massa.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a vazão volumétrica. A vazão volumétrica (Q) é o volume dividido pelo tempo. Aqui, o volume é 50 litros e o tempo é 60 segundos.
Mas antes, vamos converter litros para metros cúbicos porque a unidade padrão do SI para volume é o metro cúbico.
Sabemos que:
Então,
Agora, calculamos a vazão volumétrica:
Passo 3
Agora, vamos achar a vazão mássica. A vazão mássica (ṁ) é a massa dividida pelo tempo. Mas como já temos a vazão volumétrica e conhecemos a densidade da água, podemos usar a seguinte fórmula:
Onde:
-
é a densidade da água (aproximadamente ) -
é a vazão volumétrica que calculamos antes.
Substituindo os valores:
Resposta
A vazão volumétrica da água pela mangueira é de aproximadamente
e a vazão mássica é de cerca de
.
Exercícios relacionados
Trechos do oleoduto que atravessa o Alasca encontram -se acima do solo e são sustentados por suportes verticais de aço (
) que possuem 1 m e área de seção transversal que possuem comprimento de 1m e área de seção transversal de
. Em condições normais de operação, sabe-se que a variação da temperatura ao longo do comprimento do suporte é governada por uma expressão com a forma:
Na qual T e x possuem unidades de
e metros, respectivamente. Variações de temperatura na seção transversal do suporte são pequenas. Determine a temperatura e a taxa de condução de calor na junção suporte -oleoduto (
) e na interface suporte - solo (
). Explique as diferenças entre as taxas de transferência de calor.
Um tanque aberto para a atmosfera é preenchido com água até uma altura de 15 m . Um duto, com diâmetro de 40 mm , próximo a parte inferior do tanque é aberto, e a água escoa para fora da saída arredondada e lisa. Determine a velocidade da água na saída e a vazão.
A reação em fase líquida
) é realizada em um reator batelada operado a temperatura constante. O volume do reator, 50 L , é constante. A reação é de primeira ordem em relação a ambos os reagentes. A constante da velocidade de reação é de
. Calcule o tempo de reação para alcançar
de conversão. O reator é carregado com 50 mols de A e 50 mols de B.
Determine as concentrações de A, B e C.
Faça o balanço molar para a espécie B em função da conversão e determine o tempo em função da conversão.
Determine as concentrações de A, B e C.
Faça o balanço molar para a espécie B em função da conversão e determine o tempo em função da conversão.
A continuous reactor operating at steady state is being used to study the formation of methanol
from mixtures of H 2 and CO according to the reaction
Some data from one particular run are shown below.
Some data from one particular run are shown below.
Species | Rate in <br>
|
Rate out <br>
|
---|---|---|
CO | 100 | 83 |
|
72 | 38 |
|
9 | 9 |
|
19 | 19 |
|
2 | 13 |
Does the system behave as though only one stoichiometrically simple reaction, i.e., the above reaction, takes place? If not, develop a hypothesis that quantitatively accounts for any discrepancy in the data. How could your hypothesis be tested?