Questões sobre Termodinâmica

No estudo da Convecção, é usual aplicar a Análise Dimensional, de modo que um experimento eficiente seja bem realizado para o modelo e que os seus resultados possam ser úteis para o protótipo. Após a sequência de passos, a situação mais geral envolve a seguinte expressão:

Nu = f (Re, Gr, Pr)

Nessa relação, Nu é o número de Nusselt, Re é o número de Reynolds, Gr é o número de Grashof, e Pr é o número de Prandtl. Considere dois experimentos, M (modelo) e P (protótipo). 

Para se obter o número de Nusselt (Nu) para o protótipo, a partir do mesmo número para o modelo, conclui-se que

Um incêndio iniciou em recinto com uma grande quantidade de papel, sendo este o único elemento combustível desse ambiente. Na parte superior do recinto, há um reservatório de água com capacidade de 1000 litros. É sabido que, no momento do incêndio, não houve abastecimento de água e também não ocorreu consumo ou vazamento de água. Pela investigação levantada, foi admitido que o recinto estava isolado com paredes de comportamento adiabático. Também é assumida a hipótese que todas as outras coisas, incluindo o papel e a parede desse recinto, com a exceção da água que estava contida nesse reservatório, possuem capacidade térmica desprezível. No início do incêndio, o reservatório de água estava cheio, no entanto, devido à queima total e completa do papel, o incêndio foi extinto, e devido ao calor ocorreu evaporação de 64% da água existente no reservatório. Adicionalmente é admitido que a água, após entrar no estado de vapor, logo se exauria do recinto.

Considerar:
• entalpia de vaporização da água: 2250 kJ/kg
• entalpia da água líquida na temperatura ambiente: 100 kJ/kg
• entalpia da água líquida saturada: 420 kJ/kg
• admitir a energia interna da água líquida aproximadamente igual a sua entalpia
• poder calorífico inferior do papel: 16000 kJ/kg
• densidade da água líquida: 1000 kg/m³

Assinale a quantidade de papel queimado que continha esse recinto. 

Considere a troca de calor em regime permanente, supondo, ainda, que a temperatura da face esquerda de uma parede seja Tq e que a temperatura da face direita da mesma parede seja Tf.

Em igualdade de outras condições, para aumentar a troca de calor entre dois ambientes por Condução, deve-se

Considere o calor trocado em regime permanente entre dois ambientes separados por uma parede de espessura L e condutividade térmica k.

Tendo em vista o calor trocado entre os dois ambientes, a(o)

A ideia de que a massa específica do ar é proporcional à pressão atmosférica prevê que a pressão diminui exponencialmente com a altitude.
Nessas condições, a altitude na qual a pressão atmosférica é a metade de seu valor no nível do mar é de, aproximadamente,
(Pressão atmosférica ao nível do mar: 1 atm ? 10⁵ N/m² . Massa específica do ar à pressão atmosférica = 1,3 kg/m³ , g = 10 m/s² e ln 2 ? 0,69)