a) Vamos supor que o fluido universal fosse o clorofórmio, não a água, cuja densidade é 1,53. Até que altura aproximadamente não seria necessário colocar bombas nas residências para que o fluido chegasse aos reservatórios?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede pra gente imaginar que, em vez de água, a gente usa clorofórmio como fluido nas residências. Sabemos que a densidade do clorofórmio é 1,53. A pergunta é: até que altura a gente não precisaria usar bombas para que o fluido chegasse nos reservatórios. Vamos usar conceitos de hidrostática para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar a fórmula que relaciona a pressão exercida por uma coluna de fluido:
Onde:
-
é a pressão, -
é a densidade do fluido, -
é a aceleração da gravidade (≈9,81 m/s²), -
é a altura da coluna de fluido.
Passo 3
Para não precisar de bombas, a pressão da coluna de clorofórmio deve ser igual à pressão atmosférica padrão, que é aproximadamente
.
Então, igualamos as duas pressões:
Passo 4
Queremos encontrar a altura
. Então, rearranjamos a fórmula para isolar
:
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores conhecidos na fórmula. Lembrando que a densidade do clorofórmio é
:
Passo 6
Fazendo as contas:
Resposta
Portanto, a altura aproximada até a qual não seria necessário usar bombas é de 6,75 metros.
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Um fabricante de eletrodomésticos está propondo um projeto de um forno autolimpante que envolve uma janela composta separando a cavidade do forno do ambiente. A janela composta consiste de dois polímeros de alta temperatura, A e B, de espessura
e
e
. A temperatura de operação da parede do forno e do ar
é
. A temperatura do ar ambiente é
. Os coeficientes internos de transferência de calor por convecção (
) e radiação (
), assim como o coeficiente de convecção externo (he) são de aproximadamente
cada. Qual o valor mínimo da espessura da janela
para que a temperatura da superfície externa não ultrapasse
?
Resp.
Resp.
Em uma torre de
de diâmetro, certo soluto A é transferido da fase gasosa para a líquida. Para este sistema em que se trabalha com soluções diluídas, a seguinte lei de Henry modificada é válida
. Sabe-se que a composição interfacial do soluto
na corrente gasosa ao abandonar o topo da coluna é igual a
em mol e que sua composição no seio dessa corrente é
. O solvente, escoando em contracorrente à fase gasosa, deixa a torre rico em A, sendo a composição do soluto nessa situação igual a
mol. Como a coluna opera a temperatura e pressão constantes, consideram-se como constantes os coeficientes volumétricos individuais de transferência de massa, sendo iguais a
e
. Mediram-se as taxas molares de ambas as correntes no topo da torre, as quais apresentaram os seguintes valores:
para a acorrente líquida e
para a gasosa. Determine as composições de equilíbrio na base da coluna e a sua altura efetiva. Considere que
.
Em uma coluna de altura efetiva igual a
, certo componente
é transferido da fase gasosa para a líquida. Para esse sistema em que se trabalha com soluções diluídas, a seguinte lei de Henry modificada é válida
. Sabendo que
da corrente gasosa entra pela base da torre, verificou-se que a composição do soluto no seio dessa corrente é
. A corrente gasosa abandona a coluna empobrecida de A. Nessa situação, a composição do soluto no seio do gás é
em mol. A corrente líquida, cuja vazão do inerte é 1,85 vezes maior do que a vazão mínima de operação, escoa em contracorrente à fase gasosa, deixando a torre rica em A. Neste local do equipamento, a composição interfacial do soluto no líquido é de
. Como a coluna opera a temperatura e pressão constantes (
), os coeficientes volumétricos individuais de transferência de massa podem ser considerados constantes, sendo o da fase gasosa igual a
. A resistência da fase gasosa é
da global. De posse de tais informações, determine a composição do soluto no seio da fase líquida quando esta alimenta a torre, assim como o diâmetro dessa torre. Considere que
.
Uma parede feita de borracha natural separa os gases
e
a
e 750 kPa . Determine a concentração molar de
e N2 na parede. Dados: S N2-Borracha: 0,00156
bar.
-Borracha:
bar.
Resp:
Resp: