Lista 2 Andrea

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EQE-112 – Introdução aos Cálculos de Processo Profa. Andrea Valdman 
DEQ/EQ/UFRJ EQA - 2014_1 
2ª Lista de Exercícios 
 
1. Converter as seguintes grandezas para as unidades desejadas: 
a. 60 mi/h em m/s 
b. 30 N/m2 = 30 Pa em lbf/ft2 e (lbf/in
2
 = psi) 
c. 16,3 J em Btu e cal 
d. 4,21 kW em J/s 
 
2. Determinar a energia cinética de uma tonelada de água se deslocando no interior de uma 
tubulação a uma velocidade de 60 mi/h, expressando-a nas seguintes unidades: 
a. ft.lbf 
b. erg 
c. joule 
 
3. Determine: 
a. A aceleração, em ft/s2, obtida quando sobre uma massa de 0,016 Kg atuam 3N; 
b. O trabalho realizado, em lbf.ft, quando uma força de 5 lbf atuam sobre uma massa de 6 lbm 
ao longo de 4,1 ft. 
 
4. Seja a equação 
∆𝑝 = 14
𝐿𝑣𝜇
𝐷2
 
onde: 
Δp queda (diferencial) de pressão – lbf/ft2 
L comprimento da tubulação – ft 
14 constante adimensional 
v velocidade média do fluido – ft/s 
D diâmetro da tubulação – ft 
µ vicosidade do fluido – lbm/(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 fator deve ser incluído do lado direito desta 
equação para que ela se torne válida para ser utilizada com as variáveis representadas nas unidades 
propostas ? 
 
5. A quantidade relativa de perda de calor pelas paredes de um forno utilizado na produção vidro 
em relação a quantidade de calor total cedida ao forno (PC) é um número adimensional e pode 
ser obtido a partir da seguinte equação: 
𝑃𝐶 =
𝑈 × 𝐴 × 𝑇𝑒𝑥𝑡 − 𝑇𝑎𝑚𝑏 
𝐵 × 𝑄
 
onde: U coeficiente de película externo global (kcal/(
o
C.h.m
2
)) 
A área externa do forno (m
2
) 
Text temperatura externa do forno (ºC) 
Tamb temperatura ambiente (ºC) 
Q vazão do combustível (kg/h) 
B constante B 
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DEQ/EQ/UFRJ EQA - 2014_1 
Quais as modificações necessárias na equação para calcular PC se a vazão for fornecida em kg/s, 
o coeficiente de película externo global em KJ/(
o
C.h.ft
2
) e as unidades das demais variáveis 
forem mantidas? Qual o fator de conversão final deve ser aplicado à equação? 
 
6. Em um líquido com densidade relativa igual a 1,33, calcule a pressão a uma profundidade de 
8,32ft, expressando-a em: 
a. psi relativa (psig) e psi absoluta (psia) 
b. N/m2 (abs) 
c. kgf/cm2 (rel) 
Considere que a superfície do líquido esteja exposta a uma pressão atmosférica igual a 1,013*10
5
Pa. 
 
7. Transforme em psia as seguintes pressões: 
a. 8 inHg de vácuo, com uma pressão atmosférica local igual a 1 atm; 
b. 88 N/m2 (leitura manométrica), em um local onde o barômetro indica 750 mmHg; 
c. Pressão hidrostática a uma profundidade de 10 ft, no interior de um líquido cuja densidade é 
de 100 lbm/ft
3
. A pressão barométrica local é de 30 inHg. 
 
8. A densidade relativa da dietanolamina (DEA) @ 60oF/60oF é igual a 1,096. Em um dia com 
temperatura de 60
o
F, são alimentados em um tanque 1347 gal de DEA, medidos exatamente. 
Quantas lb de DEA correspondem a este volume ? 
Dados: ρH20 (60
o
F) = 0,9990 g/cm
3
 (60
o
F = 15,6 
o
C) 
 ρH20 (4
o
F) = 1,0000 g/cm
3
 
 
Respostas: 
1. a) 26,82 m/s b) 0,626 lbf/ft2 ; 4,35*10-3 lbf/in2 (=psi) 
 c) 1,55*10
-2
 Btu ; 3,89 cal d) 4,22*10
3
 J/s e) 3,51 kgf/cm
2 
2. a) 2,6*105 lbf.ft b) 3,5*1012 erg c) 3,5*105 J 
3. a) 615,2 ft/s2 b) 20,5 lbf.ft 
4. 1/gc 
5. PC = 7,1428.10-4*(U*A*ΔT)/(B*Q) 
6. a) 4,9 psig e 19,6 psia b) 1,35*105 N/m2 c) 0,33 kgf/cm2 
7. a) 10,77 psia b) 14,52 psia c) 21,68 psia 
8. 1,2 * 104 lbm