SóProvas

ID
2931694
Banca
INSTITUTO AOCP
Órgão
PC-ES
Ano
2019
Provas
Disciplina
Engenharia Mecânica
Assuntos

Uma corrente de processo, oriunda de uma linha industrial e contendo um fluido cujo calor específico é igual a 1,0 kcal.kg-1.K-1, apresenta vazão mássica igual a 4.000 kg.min-1, inicialmente a 30°C, e é usada para resfriar, em um trocador de calor, um fluido quente de calor específico igual a 0,5 kcal.kg-1.K-1 e vazão mássica de 2.000 kg.min-1. As temperaturas de entrada e saída do fluido quente no trocador de calor são iguais a 70°C e 40°C, respectivamente. Devido a avarias sofridas em uma das bombas que faz o transporte do fluido quente, houve redução, à metade, da vazão. Essa situação ocasionará diminuição de X% na temperatura do fluido de resfriamento na sua saída do trocador de calor, em relação à operação normal. Com base no exposto, assinale a alternativa que apresenta o intervalo com o valor de X.

Alternativas
Comentários

  • Alguém conferi:

    mf.cf.DTf=mq.cq.DTq

    4000*1*(Tfs-30)=2000*0,5*(70-40)

    Tfs=37,5°C

    mf.cf.(Tfs*-30)=mq.cq.DTq

    4000*1*(Tfs*-30)=1000*0,5*30

    Tfs*=33,75°C

    X% =[(Tfs-Tfs*)/Tfs]*100%=10%

  • Correto, Marcos Antonio! Agradecemos.

     

    Gostaria que a banca tivesse explicitado melhor o fato da porcentagem da temperatura, pois na escala absoluta a diminuição foi de 1,2%.

  • Questão passível de recurso. Na questão não especifica se a porcentagem será em °C ou K, usando o bom senso é plausível aplicar o SI, então dT=310,5-306,75=3,75K ou seja 1,2% de variação.

  • se as temperaturas foram dadas em ºC, fica óbvio que o % pedido era na mesma escala.

    O raciocínio lógico também faz parte da avaliação da banca.

  • Não tem nada de óbvio.. O Cp foi dado na escala kelvin. A questão não especifica.

    Usando a unidade da constante: 1,25%

  • Para esse cálculo, necessita-se adotar o princípio da conservação de energia, o qual, aplicada a essa situação, diz que "a quantidade de calor cedida pelo fluido quente deve ser a mesma que o calor absorvida pelo fluido frio". Para isso, as seguintes premissas devem ser adotadas:

    • regime permanente;
    • sistema perfeitamente isolado ou seja, trocas de calor entre o sistema e o ambiente são consideradas desprezíveis;
    • variações de energia cinética e potencial desprezíveis.

    Cálculo:

    Qf = Qq - m*cp*(deltaTquente) = m*cp*(deltaTfrio)

    Isolando Tfrio saída, encontra-se o valor de 37,5°C.

    Ao calcular-se novamente, para o caso onde a vazão mássica do fluido quente foi reduzido à metade, encontra-se que o valor da temperatura de saída do fluido frio passa a ser de 33,75 °C.

    Logo, a variação percentual foi de:

    (valor final/valor inicial) - 1 --------- (33,75/37,5)-1 = (0,9)-1 = -0,1 ou, redução de 10%.

  • Acredito que esta questão tenha dois caminhos

    --> Calcular a redução da temperatura em Kelvin utilizando o Cp em Kelvin

    -->Calcular a redução da temperatura em ºC utilizando o Cp em ºC

    o que não pode fazer é calcular a temperatura em Kelvin, transformar em ºC e encontrar a redução, isto é errado.

  • Visto que temperatura é uma medida estatística do nível de agitação entre moléculas, acho muito capcioso não usar os valores em Kelvin.