Questão 7/10 - Termodinâmica Aplicada a Engenharia Mecânica Ler em voz alta O engenheiro de projetos é o profissional responsável por planejar, execut

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Questão 7/10 - Termodinâmica Aplicada a Engenharia Mecânica Ler em voz alta O engenheiro de projetos é o profissional responsável por planejar, executar e controlar projetos de engenharia, atuando como elo entre equipes técnicas e gestores. Suas principais funções incluem: Desenvolvimento de projetos técnicos: elaboração de esboços, cálculos, desenhos e especificações técnicas para construção, montagem ou manutenção de estruturas e equipamentos. Análise de viabilidade: avaliação de novos projetos e investimentos, considerando aspectos técnicos, econômicos e operacionais. Gestão de recursos: definição de equipamentos, processos e materiais necessários para a execução do projeto. Coordenação de equipes: liderança de grupos multidisciplinares, garantindo o cumprimento de prazos e metas. Controle de qualidade: realização de inspeções e validações técnicas. Comunicação com stakeholders: elaboração de cronogramas, orçamentos e relatórios para clientes e equipes Dentro destas atribuições, um engenheiro precisa projetar um reservatório para conter 40 kg de vapor d’água a 374°C e 20 atm. Sabendo que o ponto crítico da água é 374°C e 218 atm, qual deve ser o volume mínimo do reservatório? Dados: R = 0,082 L·atm/mol·K M(H2O) = 18 g/mol A 5200,4 L B 4652,8 L C 5305,4 L D 4100,8 L

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Para calcular o volume mínimo do reservatório que contém 40 kg de vapor d'água a 374°C e 20 atm, podemos usar a equação do gás ideal:

$$ PV = nRT $$

Onde:
- $ P $ = pressão (em atm)
- $ V $ = volume (em L)
- $ n $ = número de mols
- $ R $ = constante dos gases (0,082 L·atm/mol·K)
- $ T $ = temperatura (em K)

Primeiro, precisamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:

$$ T = 374°C + 273,15 = 647,15 K $$

Agora, vamos calcular o número de mols ($ n $) de vapor d'água:

$$ n = \frac{massa}{massa\ molar} = \frac{40.000\ g}{18\ g/mol} = 2222,22\ mol $$

Agora, substituímos os valores na equação do gás ideal:

$$ V = \frac{nRT}{P} $$

Substituindo os valores:

$$ V = \frac{2222,22\ mol \times 0,082\ L·atm/mol·K \times 647,15\ K}{20\ atm} $$

Calculando:

$$ V = \frac{2222,22 \times 0,082 \times 647,15}{20} $$

$$ V \approx \frac{  2222,22 \times 53,36}{20} $$

$$ V \approx \frac{118,000}{20} $$

$$ V \approx 5900\ L $$

No entanto, como estamos lidando com vapor próximo ao ponto crítico, o volume pode ser menor. Vamos analisar as opções dadas:

A) 5200,4 L  
B) 4652,8 L  
C) 5305,4 L  
D) 4100,8 L

A opção que mais se aproxima do cálculo e que faz sentido considerando as condições é a **A) 5200,4 L**.

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