Lista 1 - Conversao de unidades e consistencia dimensional

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia 
Fenômenos de Transporte 6 
Professora Dra. Amarílis Souza 
Lista 1 
 
 
Conversão de unidades, homogeneidade dimensional 
1 – Efetuar as seguintes transformações de unidades: 
a) 28,6 inHg em Pa (R. 96.850 Pa) 
b) 4 (m3.atm)/(kW.min) em (ft3.Pa)/(hp.h) (R. 6,4x108 (ft3.Pa)/(hp.h)) 
c) 3 m3/s em ft3/h (R. 3,8x105 ft3/h) 
d) 2 psi em Pa (R. 13.789 Pa) 
e) 6(lbm.in2)/(Btu.bar) em (g.ft2)/(cal.psi) (R. 5,17 x 10-3 (g.ft2)/(cal.psi)) 
f) 2 L/s a ft3/dia. (R. 6,1 X 103 ft3.dia-1) 
g) 50 lbm/in2 a kg/m2. (R. 3,52 X 104 kg.m-2) 
 
2 – Considere a equação abaixo, que descreve o escoamento de um fluido através de um orifício: 
 
 
 v é a velocidade do fluido; ∆P é a diferença de pressão (queda de pressão); 𝜌 é a densidade do fluido e C 
é uma constante. Calcular as dimensões da constante C de acordo com o Sistema Internacional (SI) de modo 
que a equação seja dimensionalmente consistente. 
(R. C é adimensional) 
 
3 - Determinar o valor de “n” para que K tenha unidade inversa à de área: 
 
em que: 
D é o diâmetro de uma partícula de cascalho retirada durante a perfuração de um poço de petróleo 
ρ é a densidade do petróleo 
ρs é a densidade do cascalho 
g é a aceleração gravitacional 
μ é a viscosidade do petróleo [Pa.s]. 
(R. n=2) 
 
 
4 - O número de potência (Np) é um número adimensional utilizado na determinação do consumo de 
potência em tanques cilíndricos agitados. Sua equação é dada por: 
 
em que P é o consumo de potência, ρ é a densidade do fluido, N é a frequência de rotação do agitador e D 
é o diâmetro do agitador. Sob regime de agitação turbulenta, o número de potência (Np) para agitador tipo 
turbina de seis pás planas é constante e igual a 6. Calcule o consumo de potência (em watts) durante a 
agitação de um fluido de densidade ρ = 70 lbm/ft3, agitado a frequência de 120 rpm (min-1) num tanque 
com agitador tipo turbina de diâmetro D = 90 cm. Considere regime de agitação turbulento. 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia 
Fenômenos de Transporte 6 
Professora Dra. Amarílis Souza 
Lista 1 
 
 
Variáveis de processo 
5 - Calcule a densidade em lbm/ft3 de: 
a) Um líquido com uma densidade de 995 kg/m3. (R. 62,12 lbm/ft3) 
b) Um sólido com uma densidade relativa de 5,7. (R. 355,8 lbm/ft3). 
 
6 - A 25 0C, uma solução aquosa contendo 35,0% em peso de H2SO4 tem uma densidade relativa de 1,2563. 
Precisa-se de uma quantidade desta solução que contenha 195,5 kg H2SO4. Calcule o volume necessário 
(L) da solução usando a densidade relativa dada. (R. 445 L) 
 
7 - Por uma tubulação escoa tolueno líquido com uma vazão de 175 m3/h. 
Dados: Densidade relativa do tolueno: 0,866 (Tab. B.1 – p. 550 – Felder & Rosseau) Massa molar do 
tolueno: 92,13 g/mol 
a) Qual é a vazão mássica desta corrente em kg/min? (R. 2526 kg/min) 
b) Qual é a vazão molar em mol/s? (R. 456,8 mol/s) 
 
8 - A alimentação de um reator de síntese de amônia contém 25% molar de nitrogênio, sendo o resto de 
hidrogênio. A vazão da alimentação é de 3000 kg/h. Calcule a vazão do nitrogênio em kg/h. (R. ~ 2470 
kg/h) 
 
9 - Uma mistura contém 10% molar de álcool etílico (C2H6O), 75% molar de acetato de etila (C4H8O2) e 
15% molar de ácido acético (CH3COOH). Calcule as frações mássicas de cada componente. Qual é a massa 
molar média da mistura? Qual seria a massa (kg) de uma amostra contendo 25,0 kmol de acetato de etila? 
(R. Frações mássicas: 0,058; 0,829; 0,113; Massa molar média: 79,6 g/mol; Massa da amostra: ~ 2655,7 
kg) 
 
10 - Converta as temperaturas nas partes (a) e (b) e os intervalos de temperatura nas partes (c) e (d): 
a) T = 850F a 0R, 0C, K. (R. 544,7 0R; 29,450C; 302,6K) 
b) T = - 100C a K, 0F, 0R. (R. 263,15K; 140F; 473,70R) 
c) ΔT = 850C a K, 0F, 0R. (R. 85K; 47,22K; 47,22ºF) 
d) ΔT = 1500R a 0F, 0C, K. (R. 150 0F; 270ºC; 270K) 
 
11 - Resolva os problemas seguintes. 
a) Você tem 25 lbm de um gás com a seguinte composição molar: 80% CH4, 10% C2H4, 10% C2H6. Qual é 
a massa molar média da mistura? Qual é a fração mássica de cada composto da mistura? (R. 18,6 
lbm/lbmol; 0,688; 0,150; 0,162) 
b) A análise química em base molar de um gás combustível informa 20% metano, 5% etano e o restante 
em CO2. Converta a análise desse gás em percentagens mássicas. (R. 8,5%; 4,0%; 87,5%)