ρ ρ= + − A T T ( ) h f L v g φ 2 - Escola de Química / UFRJ

EQW-111 - Introdução aos Processos Químicos 2001/01
Prof. Eduardo Mach Queiroz
1 a Lista de Exercícios
1- Converter as seguintes grandezas para as unidades desejadas:
a) 60 mi/h em m/s
b) 30N/m 2 = 30 Pa em lb f /ft 2 e (lbf/in 2 = psi)
c) 16,3 J em Btu e cal
d) 4,21 kW em J/s
e) 50 lb f /in 2 em kg f /cm 2
2- Determinar a energia cinética de uma tonelada de água se deslocando a uma velocidade de 60 mi/h,
expressando-a nas seguintes unidades:
a) ft.lb f
b) erg
c) joule
3- Determine:
a) A aceleração, em ft/s 2 , obtida quando sobre uma massa de 0,016 kg atuam 3N.
b) O peso de 4,32 slugs, em lb f .
c) O trabalho realizado, em lb f .ft, quando uma força de 5,00 lb f atua sobre uma massa de 6,00 lb m ao longo
de 4,10 ft.
4 - Um elevador, que pesa 10000 lb f , deve subir 10 ft entre o primeiro e o segundo piso de um edifício, cuja
altura total é de 100 ft. A velocidade máxima que o elevador alcança é igual a 3 ft/seg. Calcular a energia
cinética do elevador, em kJ, na velocidade mencionada.
5 - A densidade de certas substâncias em determinados intervalos de temperatura podem ser representadas,
como funções lineares da temperatura, na forma:
ρ = ρ0 + AT ( −T0) ,
onde,
ρ é a densidade, em lb/ft 3 , na temperatura T; ρ 0 é a densidade, em lb/ft 3 , em uma temperatura de referência
T 0 ; as temperaturas T e T 0 são representadas em °F; e A é uma constante.
Sendo a equação consistente dimensionalmente, quais são as unidades de A?
6 - A perda de carga distribuída (h D ) em um fluido escoando através de uma tubulação com diâmetro
constante é dada pela seguinte equação:
onde,
h
D =
f
2
Lv
φ 2g
h D - coluna (comprimento) de fluido escoando;
L - comprimento da tubulação
φ - diâmetro da tubulação
,
f - fator de atrito;
v - velocidade média do fluido
g - aceleração da gravidade
Determine a dimensão do fator de atrito.
EQW-111 - Introdução aos Processos Químicos 1

7- O número de Prandtl (Pr = c p µ / k) é um grupo adimensional muito utilizado na descrição da
transferência de calor em escoamentos. Para um líquido cujas propriedades são:
c p = 30,8 Btu/slug. o F; µ = 10,8*10 -4 lb m /(ft s); k = 0,026 kcal/(min.m. o F);
determine o número de Prandtl.
8- Seja a equação
onde
∆p
Lvµ
= 14
2
D
∆p - queda(diferencial) de pressão - lb f /ft 2
L - comprimento da tubulação - ft
14 - constante adimensional
v - velocidade média do fluido ft/s
D - diâmetro da tubulação - ft
µ - viscosidade do fluido - lb/(ft.s)
,
Uma verificação dimensional mostra que não há problemas com esta equação. Entretanto, uma verificação
das unidades utilizadas mostra uma incoerência, o que inviabiliza a utilização da equação com as variáveis
representadas nas unidades propostas. Qual o fator que deve ser incluído no lado direito desta equação para
que ela se torne válida para ser utilizada com as variáveis representadas nas unidades propostas?
Respostas da 1 a Lista
1- a) 26,82 m/s b) 0,626 lb f /ft 2 ; 4,35*10 -3 lb f /in 2 (= psi) c) 1,55*10 -2 Btu; 3,89 cal;
d) 4,22*10 3 J/s e) 3,51 kg f /cm 2
2- a) 2,6*10 5 lb f .ft b) 3,5*10 12 erg c) 3,5*10 5 J
3- a) 615,2 ft/s 2 b) 138,8 lb f c) 20,5 lb f .ft
4- 1,9 kJ
5- A [=] lb m /(ft 3 . o F)
6- adimensional
7- Pr = 1,98
8- 1/gc
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