Atividade de Termodinâmica

Propriedades físicas dos líquidos à pressão atmosférica padrão 1013 kPa e 20ºC unidades SI Líquido Densidade p kgm³ Viscosidade dinâmica μ N sm² Viscosidade cinemática ν m²s Tensão superficial σ Nm Álcool etílico 789 11910³ 15110⁶ 00229 Gasolina 726 031710³ 046510⁶ 00221 Tetracloreto de carbono 1590 095810³ 060310⁶ 00269 Querosene 814 19210³ 23610⁶ 00293 Glicerina 1260 150 00633 Mercúrio 13550 15810³ 017710⁶ 0466 Óleo cru 880 30210³ 00344 10⁶ Propriedades físicas dos gases à pressão atmosférica padrão 1013 kPa unidades SI Gás Densidade ρ kgm³ Viscosidade dinâmica μ N sm² Viscosidade cinemática ν m²s Constante do gás R Jkg K Razão do calor específico k cₚcᵥ Ar 15ºC 123 17910⁶ 14610⁶ 2869 140 Oxigênio 20ºC 133 20410⁶ 15210⁶ 2598 140 Nitrogênio 20ºC 116 17510⁶ 15110⁶ 2968 140 Hidrogênio 20ºC 00835 87410⁶ 10610⁶ 4124 141 Hélio 20ºC 0169 19210⁶ 11410⁶ 2077 166 Dióxido de carbono 20ºC 184 14910⁶ 80910⁶ 1889 130 Metano 20ºCgás natural 0665 11210⁶ 16810⁶ 5183 131 1ª Avaliação de Fenômenos de Transporte 20251 Nome OBSERVAÇÕES IMPORTANTES INÍCIO 1700 h TÉRMINO 2100h A Quando for utilizar forças deixe bem claro o sistema de coordenadas adotado B Deixe claro quais os volumes de controle utilizados na solução dos problemas Copie os desenhos das questões nas folhas de respostas indicando a nomenclatura utilizada identificação de seções de entrada e saída cotas utilizadas etc C Expressões que aparecem como mágica serão consideradas erradas Por isso deixe bem claro quais equações utilizou as simplificações utilizadas e a expressão final utilizada D Utilize os símbolos corretos para designar as propriedades dos meios E Ao fazer os cálculos deixe explicitado os valores utilizados nas expressões F Variáveis com dimensão sem unidades explicitas não têm significado Assim onde for cabível deixe explicito as unidades do que foi calculado 1 valor 10 ponto Querosene é misturado com 028 m³ de álcool etílico de modo que o volume da mistura no tanque tornase 0396 m³ Determine o peso específico e a densidade relativa da mistura 2 valor 10 ponto Duas medições de tensão de cisalhamento em uma superfície e a taxa de variação da deformação por cisalhamento na superfície para um fluido foram determinadas por experiência como sendo τ₁ 014 Nm² dudy₁ 1363 s¹ e τ₂ 048 Nm² dudy₂ 153 s¹ Classifique o fluido como newtoniano ou não newtoniano Se for não newtoniano ele tem característica de pseudofluído ou dilatante 3 valor 20 A figura representa um corte de um amortecedor hidráulico constituído por uma câmara cilíndrica com óleo ρ 900 kgm³ μ 001 kgm¹s¹ de 200 mm de altura e 100 mm de diâmetro com uma haste vertical de 20 mm de diâmetro Um êmbolo com 30 mm de espessura divide a câmara em duas partes que comunicam entre si externamente por um tubo de diâmetro muito menor que o do amortecedor A velocidade de deslocamento do êmbolo é muito pequena podendo ser desprezada nos cálculos aqui necessários a Admitindo que a massa da haste e do êmbolo é de 5 kg calcule a diferença de pressões PaPb entre os pontos A e B assinalados na figura quando a haste está submetida a uma força axial F de baixo para cima com a intensidade de 100 N b Para medir a diferença de pressões PaPb utilizouse o manômetro de mercúrio ρ13600 kg m³ de tubo inclinado conforme a figura em que o diâmetro do tubo é muito menor que o da ampola do ramo vertical Qual deverá ser o espaçamento entre divisões da escala para se obter uma leitura direta em kPa 4 valor 20 Uma cápsula de forma esférica com 20 cm de diâmetro exterior e utilizada para recolher amostras de água do mar ρ103 em profundidade Um orifício com 2 cm de diâmetro coberto com uma membrana tensão de ruptura σ11 kgfcm² permite a entrada de água quando a membrana arrebenta sob a ação da pressão expulsando o ar contido na cápsula que é então puxada para a superfície A pressão atmosférica local é 100 kPa a Qual o peso mínimo que deverá ter a cápsula para que sem o auxilio de outros mecanismos se afunde no mar Nota despreze o peso do ar no interior da cápsula b Qual a pressão de enchimento da cápsula para que a coleta da amostra de água ocorra a profundidade mínima de 12 m 5 valor 20 Um jato de água ρ1000 kg m³ com uma velocidade de 10 ms e uma seção transversal de 005 m² atinge um defletor montado sobre um carro conforme se indica na figura a Qual o valor da massa M para que o carro permaneça em repouso b Se a velocidade do jato de água aumentar para 15 ms mantendose o valor de M qual a velocidade com que o carro se deslocará 6 valor 20 Em uma indústria produtora de extrato de tomate o método utilizado para se obter o produto é a evaporação a vácuo que reduz o teor de água do suco extraído da matéria prima Os gases de queima oriundos de caldeiras são a fonte de calor que alimenta o evaporador em dutos trocadores de calor Devido ao balanço de massa e energia a corrente que sai do evaporador é mais concentrada que a especificada para o produto final Assim para controlar a concentração final do produto utilizase uma corrente de contorno bypass ao evaporador O fluxograma da figura representa o processo descrito Considerando que as composições das correntes são dadas em porcentagem mássica e que não há acúmulo no sistema calcule as vazões mássicas em cada ramo do sistema