1 lista de fundamentos 2019

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Fundamento de Engenharia de Alimentos 
1a. Lista de exercícios 
Prof. Mônica Ronobo Coutinho 
 
1) Qual a diferença de peso, em newtons, de um foguete de 100 kg a uma altura de 10 km acima da 
superfície terrestre, onde g = 9,76m/s2, em relação ao seu peso na superfície terrestre, onde g = 9,80 
m/s2? 
R: 4,0 N 
 
2) Converta: 
 
a)104,6 ft3/min em m3/s; 
b) 205 slug em kg; 
c)300 m2 em ft2; 
d) 450 lb/ft2.s em kg/m2.s; 
e) 680 dina em N; 
f) 390 kcal/h em Btu/s; 
g) 210 psi em inHg; 
h) 450 atm em MPa; 
i) 500 kgf/m em N/m; 
j) 290 K em °C, em °F e em R. 
l) 100 Btu/ft2.s°F em W/m2.K (note que é diferença de temperatura); 
m) 360 Btu/ft.s °F em kcal/m.h.°C (note que é diferença de temperatura); 
n) 807 lb.ft/s em kg.m/s; 
 
3)Em Fobos, o satélite mais interno de Marte, a aceleração da gravidade é 3,78 ft/s2. Suponha que 
um astronauta esteja andando em Fobos e que este indivíduo mais sua roupa e equipamento 
espaciais tenham um peso terrestre de 252 lbf. 
a) Qual é a massa em lb do astronauta mais sua roupa e equipamento? 
b) Qual seria o peso deste astronauta, roupa e equipamento, em lbf, em Fobos? 
 
4)A condutividade térmica k de um metal líquido é dada pela equação empírica k=A.exp(B/T), onde 
k é expresso em J/(s.m.K) e A e B são constantes. Quais são as unidades de A? e de B? 
 
5) |O número de Reynolds é um indicativo do regime de escoamento de fluidos. Quanto maior for 
seu valor, maior será a facilidade de transferência de calor, massa e impulso, por outro lado, maior 
será as perdas de energia devido ao atrito do fluido. Em uma tubulação circular é definido como: 
�� =
���
�
 
Onde ρ, v, D e µ são: massa específica, velocidade, diâmetro do tubo e viscosidade do fluido, 
respectivamente. 
a) qual a dimensão deste número? 
b) qual é o valor para ρ= 1,05 kg/m3, v= 200 cm/s, D= 2 in e µ= 1,5 cp. 
 
6) Converta 39,8 kg de NaCl por 100kg de água em kmol de NaCl por kmol de água. 
 
7) Quantas lbmol de NaNO3 existem em 100lb? 
 
8) Uma lbmol de CH4 por minuto é alimentada num trocador de calor. A quanto isto corresponde 
em kg/s? 
 
9) Um limpador industrial de tubulações contém 5,00 kg de água e 5,00 kg de NaOH. Quais são a 
fração mássica e a fração molar de cada componente do garrafão do limpador? 
 
10) Um centímetro cúbico de mercúrio pesa 13,6 g na superfície terrestre. Qual a massa específica 
do mercúrio? 
 
11) Ácido sulfúrico comercial é 98% em peso de H2SO4 e 2% em peso de H2O. Qual a razão molar 
para H2O (componente base)? 
 
12) Uma mistura liquefeita de n-butano, n-pentano, e n-hexano tem a seguinte composição 
percentual: 
n-C4H10 50% 
n-C5H12 30% 
n-C6H14 20% 
Para esta mistura, calcule: 
a) a fração em massa; 
b) a fração molar; 
c) a percentagem molar de cada componente; 
d) a razão molar para n-hexano (componente base). 
 
13) A capacidade calorífica do ácido sulfúrico tem as unidades cal/(mol.°C) e é dada pela relação 
 
capacidade calorífica = 33,25 + 3,727x10-2.T 
 
onde T é expresso em °C. Modifique a fórmula de tal modo que a expressão resultante dê unidades 
de Btu/(lbmol.R) e T seja em R. 
 
14) Sabendo que a massa específica do etanol a 20ºC é 789,34 kg/m3, calcule: 
a) o volume molar do etanol a 20ºC; 
b) a quantidade de matéria e a massa de etanol contida em um tambor de 200 L a 20ºC; 
c) o peso específico do etanol (no SI), onde g= 9,60 m/s2. 
 
15) Uma solução contém 25% em peso de sal em água. A solução tem uma massa específica de 1,2 
g/cm3. Expresse a composição em: 
a) kg de sal por kg de água; 
b) libras de sal por ft3 de solução. 
 
16) Volumes iguais de benzeno e nitrobenzeno foram misturados. Considerando que o volume final 
de mistura seja igual a soma dos volumes dos componentes puros, determine a densidade da 
mistura, a razão mássica e a concentração molar volumétrica do nitrobenzeno. 
Dados: 
Nitrobenzeno = A (peso molecular = 123,11) 
Benzeno = B (peso molecular = 78,11) 
ρA =1205 kg/m3 
ρB = 879 kg/m3 
 
17) Determine a massa específica, a condutividade térmica, o calor específico e a difusividade 
térmica, a 30ºC, de um alimento, que possui a seguinte composição: 65% de água, 25% de 
carboidratos, 8% de proteínas, 1,2% de gorduras e 0,8% de cinzas. 
Use os métodos que expressem as propriedades em função da composição dos alimentos. Calcule a 
propriedade de cada componente usando a Tabela 11.3 do Barbosa-Cânovas ou a Tabela A.2.0 do 
Singh.