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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 138

Uma bomba de 2 kW é usada para bombear querosene ( ρ = 0,820   k g / L ) de um tanque no solo até um tanque em uma posição mais alta. Ambos os tanques são abertos para a atmosfera, e a diferença de altura entre as superfícies livres dos tanques é de 30 m. A máxima vazão volumétrica de querosene é

  1. 8,3 L/s(b) 7,2 L/s(c) 6,8 L/s

(d) 12,1 L/s(e) 17,8 L/s

Passo 1

Temos que, a potência é a taxa da energia transferida, ou seja, a energia transferida pelo tempo. Nesse caso que a energia transferida será o trabalho potencial realizado para bombear o querosene de um tanque a outro, para descobrir o trabalho potencial por unidade de massa podemos utilizar a seguinte expressão

W P = g z = 9,8 m s 2 × 30   m = 294 m 2 s 2 = 0,294 k J k g

Como dito antes, a potência é a taxa da energia transferida, dada pela seguinte expressão:

P o t = m ˙ q u e r o s e n e W P

Passo 2

Vamos descobrir o fluxo mássico de querosene que é bombeado, assim, rearranjando a expressão, temos:

m ˙ q u e r o s e n e = P o t W P = 2   k J / s 0,249   k J / k g = 6,80   k g / s

A expressão para o fluxo mássico pode ser dada por:

m ˙ q u e r o s e n e = ρ q u e r o s e n e V ˙

Rearranjando a expressão para encontrarmos a vazão volumétrica, temos:

V ˙ = m ˙ q u e r o s e n e ρ q u e r o s e n e = 6,80   k g / s 0,820   k g / L = 8,3   L / s

Resposta

A alternativa correta para o exercício é a alternativa (a) 8,3 L/s.

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