Grátis: 1) Um fluído (ρ = 1 g/cm3) escoa em uma tubulação de diâmetro interno 2 cm a uma taxa de 2 m3/h. Calcule a taxa em que a energia cinética é transpo... – Questões Respondidas

Termodinâmica

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1) Um fluído (ρ = 1 g/cm3) escoa em uma tubulação de diâmetro interno 2 cm a uma taxa de 2 m3/h. Calcule a taxa em que a energia cinética é transportada em J/s (0,870 J/s)

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Lista 4 Balanço Energia

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Para calcular a taxa em que a energia cinética é transportada, podemos utilizar a fórmula: \(P = \rho \cdot Q \cdot A \cdot V^2 \cdot g\) Onde: \(P\) = taxa de energia cinética transportada (J/s) \(\rho\) = densidade do fluido (1 g/cm³ = 1000 kg/m³) \(Q\) = vazão volumétrica (2 m³/h = 0,56 L/s = 0,00056 m³/s) \(A\) = área da seção transversal da tubulação (\(A = \pi \cdot (d/2)^2\)) \(V\) = velocidade do fluido (\(V = Q/A\)) \(g\) = aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s²) Substituindo os valores na fórmula, podemos calcular a taxa de energia cinética transportada.

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5) Vapor de água a uma pressão absoluta de 10 bar com 220°C de superaquecimento é alimentado a uma turbina a uma taxa 2000 kg/h. A turbina opera adiabaticamente. O efluente (corrente de saída) é vapor saturado a 1 bar. a) Consulte as tabelas de vapor da água para determinar a entalpia específica das correntes de entrada e saída. b) Calcule o trabalho produzido pela turbina em kW, desprezando mudanças na energia cinética e potencial. (-3,27 x 104 kW)

6) Uma corrente de gás contendo 60% de etano e 40% de n-butano em massa é aquecida de 150 para 20K a uma pressão de 5 bar. Calcular o calor fornecido por kg de mistura, desprezando-se os efeitos de energia cinética e potencial (478 kJ/kg).

7) Uma corrente de vapor saturado a 1 bar é misturada a uma segunda corrente de vapor superaquecido a 400°C e 1 bar, com vazão de 1150 kg/h. Vapor superaquecido a 300°C e 1 bar é produzido a partir desta mistura. Sabe-se que a unidade de mistura opera adiabaticamente. Desconsidere mudanças na energia cinética e potencial. Consulte as tabelas de vapor d’água e calcule a vazão do vapor superaquecido a 300°C produzido. (3391 kg/h)

8) Água a 50°C e 5 bar é transformada em vapor d´água a 400°C e 60 bar em uma caldeira. Desconsidere mudanças na energia cinética e potencial. a) Através de consulta às tabelas de vapor, determine a entalpia específica das correntes de entrada e saída. b) Calcule ∆H para essa transformação (2,970 x 106 J/kg) c) Calcule a taxa de calor em kW a ser fornecida à caldeira, para gerar 20000 kg/h de vapor superaquecido a 400ºC e 60 bar (1650 kW)

10) Uma mistura composta de 80% e CH4 e 20% de etano em mols é aquecida à pressão constante, de 300 a 600K. Calcule a variação de entalpia para o aquecimento de 1g.mol de mistura (1,49 x 104 J)

11) 100,0 g.mol de benzeno a 30°C são vaporizados a 200°C, à pressão constante de 500 kPa. Calcule ∆H para este processo. (5283 kJ)

12) Ar deverá ser comprimido das condições ambiente (300 K e 1 bar) para ser descarregado a 10 bar e 320K, com uma vazão de 10000 kg/h e tubulação de descarga de 75 mm. Calcule a potência fornecida pelo compressor. (55,8 kW)

14) Água a 15 bar e 150°C passa através de uma válvula de estrangulamento, onde é mantida na saída a pressão constante de 1,5 bar. Desconsidere mudanças na energia cinética e potencial. Calcule a % de água que se vaporiza, isto é, a razão entre as vazões de saída e alimentação. (7,5%)