Conforme a metodologia sugerida em sala de aula resolver e analisar as questões: (20 %) 1.3 Em uma torre de arrefecimento entra água de arrefecimen...

Para resolver o problema, é necessário utilizar a equação da conservação de massa para a água e para o ar. Para a água: m_água_entrada = m_água_saída + m_água_restituição Onde: m_água_entrada = 100 kg/s (dado no enunciado) m_água_saída = m_água_entrada (não há perda de água na torre) m_água_restituição = ? Para encontrar a vazão mássica de água de restituição, basta isolar a incógnita na equação acima: m_água_restituição = m_água_entrada - m_água_saída m_água_restituição = 100 - 100 = 0 kg/s Portanto, não há necessidade de restituição de água. Para o ar: m_ar_entrada = m_ar_saída Onde: m_ar_entrada = ρ_ar_entrada * V_ar_entrada m_ar_saída = ρ_ar_saída * V_ar_saída Para encontrar a vazão volumétrica de ar de entrada na torre, é necessário encontrar a densidade do ar de entrada e a vazão volumétrica de ar de saída. Para encontrar a densidade do ar de entrada, é possível utilizar a equação do estado do ar: P * V = m * R * T Onde: P = 1 atm (dado no enunciado) V = ? m = ? R = 0,287 kJ/kg.K (constante do ar) T = 20 + 273 = 293 K (temperatura em Kelvin) Isolando V na equação acima, temos: V = m * R * T / P Para encontrar a vazão volumétrica de ar de entrada, basta multiplicar a densidade do ar de entrada pela vazão mássica de ar de entrada: V_ar_entrada = m_ar_entrada / ρ_ar_entrada Substituindo as equações acima, temos: V_ar_entrada = m_ar_saída / ρ_ar_saída ρ_ar_entrada = P * m_ar_entrada / (R * T * V_ar_entrada) ρ_ar_saída = P * m_ar_saída / (R * T * V_ar_saída) Substituindo as equações acima, temos: m_ar_entrada / V_ar_entrada = m_ar_saída / V_ar_saída V_ar_entrada = V_ar_saída Portanto, a vazão volumétrica de ar de entrada na torre é igual à vazão volumétrica de ar de saída. Como não há informações sobre a vazão volumétrica de ar de saída, não é possível determinar a vazão volumétrica de ar de entrada na torre.