Lista 1 - P1 Prof Leda

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EQW-111 - Introdução aos Processos Químicos 1 
EQW-111 - Introdução aos Processos Químicos 2001/01 
Prof. Eduardo Mach Queiroz 
 
1a Lista de Exercícios 
 
1- Converter as seguintes grandezas para as unidades desejadas: 
 
a) 60 mi/h em m/s 
b) 30N/m2 = 30 Pa em lbf/ft2 e (lbf/in2 = psi) 
c) 16,3 J em Btu e cal 
d) 4,21 kW em J/s 
e) 50 lbf/in2 em kgf/cm2 
 
2- Determinar a energia cinética de uma tonelada de água se deslocando a uma velocidade de 60 mi/h, 
expressando-a nas seguintes unidades: 
 
a) ft.lbf 
b) erg 
c) joule 
 
3- Determine: 
 
a) A aceleração, em ft/s2, obtida quando sobre uma massa de 0,016 kg atuam 3N. 
b) O peso de 4,32 slugs, em lbf. 
c) O trabalho realizado, em lbf.ft, quando uma força de 5,00 lbf atua sobre uma massa de 6,00 lbm ao longo 
de 4,10 ft. 
 
4 - Um elevador, que pesa 10000 lbf, deve subir 10 ft entre o primeiro e o segundo piso de um edifício, cuja 
altura total é de 100 ft. A velocidade máxima que o elevador alcança é igual a 3 ft/seg. Calcular a energia 
cinética do elevador, em kJ, na velocidade mencionada. 
 
 
5 - A densidade de certas substâncias em determinados intervalos de temperatura podem ser representadas, 
como funções lineares da temperatura, na forma: 
 
 ρ ρ= + −0 0A T T( ) , 
onde, 
ρ é a densidade, em lb/ft3, na temperatura T; ρ0 é a densidade, em lb/ft3, em uma temperatura de referência 
T0; as temperaturas T e T0 são representadas em °F; e A é uma constante. 
 Sendo a equação consistente dimensionalmente, quais são as unidades de A? 
 
6 - A perda de carga distribuída (hD) em um fluido escoando através de uma tubulação com diâmetro 
constante é dada pela seguinte equação: 
 
 h f L v
gD
= φ
2
2
 , 
onde, 
 hD - coluna (comprimento) de fluido escoando; f - fator de atrito; 
 L - comprimento da tubulação v - velocidade média do fluido 
 φ - diâmetro da tubulação g - aceleração da gravidade 
 
Determine a dimensão do fator de atrito. 
 
 EQW-111 - Introdução aos Processos Químicos 2 
 
 
7- O número de Prandtl (Pr = cp µ / k) é um grupo adimensional muito utilizado na descrição da 
transferência de calor em escoamentos. Para um líquido cujas propriedades são: 
 
 cp = 30,8 Btu/slug.oF; µ = 10,8*10-4 lbm/(ft s); k = 0,026 kcal/(min.m.oF); 
 
determine o número de Prandtl. 
 
 
8- Seja a equação 
 ∆p Lv
D
= 14 2
µ
 , 
onde 
 ∆p - queda(diferencial) de pressão - lbf/ft2 
 L - comprimento da tubulação - ft 
 14 - constante adimensional 
 v - velocidade média do fluido ft/s 
 D - diâmetro da tubulação - ft 
 µ - viscosidade do fluido - lb/(ft.s) 
 
Uma verificação dimensional mostra que não há problemas com esta equação. Entretanto, uma verificação 
das unidades utilizadas mostra uma incoerência, o que inviabiliza a utilização da equação com as variáveis 
representadas nas unidades propostas. Qual o fator que deve ser incluído no lado direito desta equação para 
que ela se torne válida para ser utilizada com as variáveis representadas nas unidades propostas? 
 
 
 
Respostas da 1a Lista 
 
1- a) 26,82 m/s b) 0,626 lbf/ft2; 4,35*10-3 lbf/in2 (= psi) c) 1,55*10-2 Btu; 3,89 cal; 
 d) 4,22*103 J/s e) 3,51 kgf/cm2 
 
2- a) 2,6*105 lbf.ft b) 3,5*1012 erg c) 3,5*105 J 
 
3- a) 615,2 ft/s2 b) 138,8 lbf c) 20,5 lbf.ft 
 
4- 1,9 kJ 
 
5- A [=] lbm/(ft3.oF) 
 
6- adimensional 
 
7- Pr = 1,98 
 
8- 1/gc