INTRO A ENGENHARIA QUIMICA

Prévia do material em texto

<p>INTRODUÇÃO À ENGENHARIA QUÍMICA</p><p>AULA 2, LISTA DE EXERCÍCIOS</p><p>Questão 1) Um homem, em sua viagem de férias em Nova York, vai a um pequeno</p><p>mercado compra um filé de picanha de 12 onças (1 lbm = 16 onças) por $ 9,50. Na volta</p><p>ao Brasil, ele compra um mercado e encontra um filé de picanha de qualidade</p><p>equivalente de 320g por R$ 26,75. Considerando que a cotação do dólar no momento da</p><p>compra era de R$ 5,07, responda:</p><p>a) Qual dos dois mercados tinha o preço mais caro por quilo.</p><p>O mercado com o valor mais caro por KG é o supermercado de Nova York.</p><p>b) Qual das duas compras foi mais econômica para o homem.</p><p>A compra mais econômica foi a compra no Brasil.</p><p>$9,50/12 onças X 16 onças/1lbm(0,45359) = $27,90 ou R$ 141,45</p><p>R$26,75/320g X 1000g = R$ 83,59 ou $16,48</p><p>$ 9,50 (R$ 48,16) => 340,20g</p><p>R$ 26,75 ($ 5,27) => 320g</p><p>Questão 2) Qual é o fator de conversão das seguintes unidades:</p><p>b) 1 atm → 1.01325 bar</p><p>c) 1 Btu → 1.055056 kJ</p><p>d) 1 hp → 0.7457 kW</p><p>e) 1 in → 2.54 cm</p><p>f) 1 lb m → 0.453592 kg</p><p>g) 1 milha → 1.609344 km</p><p>h) 1 ga(USA) → 3.785411784 L</p><p>i) 1 ft → 0.3048000 m</p><p>Questão 3) Custos de energia variam muito com a fonte da energia. Para ser possível</p><p>uma comparação, a prática convencional é colocar esses preços em uma base comum,</p><p>expressando-os, por exemplo, em R$ GJ -1 . Com esse propósito, faça o que se pede</p><p>abaixo:</p><p>a) Pesquise o preço médio do litro de gasolina na sua cidade.</p><p>R$ 06,19 O LITRO</p><p>Densidade: 0,74 KG/L</p><p>R$/KG: 6.19 X 0,74= 8,36</p><p>8,36 R$/KG / 37GJ/KG= 0,225 R$/GJ</p><p>b) Pesquise o preço médio de um quilo de carvão na sua região.</p><p>R$ 06,00 O QUILO</p><p>MJ/KG= 29, GJ/KG= 0,029</p><p>6,00 R$/KG / 0,029 R$/KG= 206,89 R$/GJ</p><p>c) Pesquise o preço da energia na sua cidade.</p><p>1KWH= R$ 0,67</p><p>1 KWH= 0,0036 GJ</p><p>0,67 R$/KWH / 0,0036 GJ/KWH= 186,11 R$/GJ</p><p>d) Coloque estas três fontes em ordem crescente de custo, se elas fossem utilizadas</p><p>unicamente para aquecimento. Considere o poder calorífico do carvão e da gasolina</p><p>como 29 MJ kg -1 e 37 GJ kg -1 , respectivamente.</p><p>Gasolina: 0,225 R$/GJ</p><p>Energia: 186,11 R$/GJ</p><p>Carvão: 206,89 R$/GJ</p><p>e) Comente sobre a diferença encontrada nos resultados do item anterior.</p><p>Quanto menor o valor, maior o rendimento, e quanto maior o valor, menor será o</p><p>rendimento. E neste caso, a fonte de energia mais econômica seria a gasolina, pois</p><p>ela possui um preço inferior ao da energia e do carvão.</p><p>Questão 4) Os custos de equipamentos para uma planta química raramente variam</p><p>proporcionalmente ao tamanho. No caso mais simples, o custo C varia com o tamanho S</p><p>de acordo com uma equação exponencial.</p><p>O expoente β está tipicamente entre 0 e 1. Para uma grande variedade de tipos de</p><p>equipamentos, ele é aproximadamente 0,6.</p><p>Para 0 < β < 1, mostre que o custo por unidade de tamanho diminui com o aumento do</p><p>equipamento (“Economia de escala”).</p><p>Qual é a unidade do fator α?</p><p>Quando o tamanho S aumentar, o custo por unidade de tamanho vai diminuir, se o</p><p>fator A for maior que 0 (pois precisa ter algum custo, já que o enunciado diz que o</p><p>custo existe), ou seja, de acordo com o tamanho da máquina que vai ser produzida</p><p>(sofrendo aumento), o custo por unidade da mesma vai diminuir.</p><p>Questão 5) Um marciano de massa 10,0 etrams (10,0 et) pesa 100 martes (100 ma) em</p><p>Marte, onde a aceleração da gravidade é de 3,20 m/s². Se a aceleração da gravidade na</p><p>Terra é de 9,80 m/s², calcule:</p><p>a) A massa do marciano na Terra.</p><p>10 et</p><p>b) O valor do fator de conversão α em et.m/(s².ma)</p><p>10X3,20/3,20X100= 0,320 et.m/(s^2.ma)</p><p>c) O peso (em martes) do marciano na Terra</p><p>100 martes------ 3,20 m/s^2</p><p>x ------- 9,80 m/s^2</p><p>3,20x= 980</p><p>x= 306,25 ou seja, aproximadamente 306 ma</p><p>Questão 6) Quantas moléculas estarão contidas em:</p><p>a) 10,0 kmol de H2</p><p>10 kmol X 6,022.10^26/1kmol= 6,022.10^27 moléculas de H2</p><p>b) 10,0 lbmol de H2</p><p>10 lbmol X 2,732.10^26/1lbmol= 2,732.10^27 moléculas de H2</p><p>c) 10,0 Mmol de H2</p><p>10Mmol X 6,022.10^29/1Mmol= 6,022.10^30 moléculas de H2</p><p>Questão 7) Verifique se a equação abaixo é dimensionalmente consistente,</p><p>considerando:</p><p>Δp = queda de pressão, kgf/m²</p><p>f = constante adimensional</p><p>u = velocidade média do fluido, m/s</p><p>μ = viscosidade absolluta do fluido, kg/(m.s)</p><p>D = diâmetro internoda tubulação, m</p><p>L = comprimento equivalente, m</p><p>A equação não está dimensionalmente consistente, pois possui uma diferença,</p><p>mostrado no exemplo acima.</p>