lista exercicios - calor

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Lista de exercícios EP2
1. Qual a quantidade de calor necessaria para aquecer um litro de leite integral de 25°C à 
130°C e, pressão constante? Considere que a capacidade calorífica em pressão constante do 
leite integral é dada por: Cp (T) = 2,976T+3692 em que Cp é dado em J/kg°C. A densidade 
do leite a 25°C é de 1,03g/cm3.
2. Estime o calor específico de um alimento cuja composição é de 65% (p/p) de água, 7% de 
gordura, 9% de proteínas, 18% de carboidratos e 1% de cinzas a 5°C e a 60°C. Calcular a 
variação de entalpia de 200 kg desse aliemento quando aquecido de 5°C para 60°C.
3. 1000kg de um alimento a 10°C é aquecido em um trocador de calor que fornece 243000kJ 
ao alimento. Calcule a temperatura de saída do alimento. Considere o calor específico do 
aliemtno constante e igual a 4,0 kJ/kg.K
4. Qual a quantidade de calor necessária para aquecer 1 kg de carne bovina de -25°C a 25°C? A
carne pode ser considerada simplificadamente como uma mistura de proteina(24%), 
gordura(7%) e água. Use as correlações apropriadas e considere que a entalpia de fusão da 
água é igual a 333,5J/g.
5. No projeto de uma operação de secagem em leito fluidizado, ar (20°C e 1,0 bar) deve ser 
comprimido até uma condição de 150°C e pressão de 3,0 bar. Considerando o valor de Cp 
do ar constante nessa faixa de temperatura, igual a 1,01 J/g°C e considerando que o ar é 
formado somente po N2 (79% em base molar) e O2, calcule o trabalho necessário para essa 
compressão por m3 de ar em condições padrão.
6. Uma corrente de 150 kg/min precisa ser aquecida de 25 para 75°C. O valor de Cp para essa 
corrente é de 4,7 J/g°C. Para realizar esse aquecimento, utiliza-se água a 100°C. Considere o
Cp da água constante. Qual a taxa de água necessária para essa operação? Faça as 
considerações necessárias.
7. 8000 kg/h de leite é aquecido em um trocador de calor de 42°C a 73°C pelo contato indireto 
com água quente, que entra a 95°C e sai a 60°C. A perda de calor para o ambiente é de 1,5 
kW. Calcule o consumo de água. Considere o calor específico médio do leite igual a 3,875 
kJ/kg.K.
8. 100 kg por hora de uma mistura equimolar de CO2 e N2 é aquecida a 250°C num trocador 
de calor adiabático. Cmo fluido de aquecimento é utilizado água que é alimentada a 5,0 bar 
e 320°C deixando o trocador de calor a 1,0 bar e 80°C. Calcule a vazão volumétrica de água.
9. Quinze toneladas por hora de um vinho fermentado e centrifugado (mistura etanol/água) 
com 8,1% de etanol em massa são alimentadas numa coluna de destilação a 25°C. Como 
fase de topo é obtida uma corrente de vapor contendo 38% de etanol em massa, e como fase 
de fundo, uma corrente isenta de etanol. Supondo que as correntes de saída (fundo e topo) 
encontram-se a 88°C, obtenha o calor fornecido à coluna em kcal/h.
10. Três correntes líquidas contendo respectivamente 200 kg/min de água, 350 kg/min de etanol 
e 450kg/min de metanol a 10°C são alimentadas e aquecidas num misturador à pressão 
constante. Calcule o requerimento de calor do processo (em kW) para que a temperatura da 
corrente de mistura seja igual a 64°C.
11. Leite é aquecido de 15°C para 25°C por água quente que se resfira de 70°C para 35°C. Qual
a taxa de escoamento da água que refrigera 1 kg de leite por minuto? Considere que a fração
mássica de água no leite é de 85% e que o Cp do leite pode ser dado pela seguinte equação:
Cp=4,190.xw+[(1,370+0,0113T).(1-xw)] T em °C e Cp em J/kg°C