PQI 3103 Conservação de Massa e Energia

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1 Pesquisa em Processos Oxidativos Avançados Research in Advanced Oxidation Processes PQI 3103 Conservação de Massa e Energia Aula 2 Variáveis de Processo. Medição. Sistemas de Unidades Prof. Antonio Carlos S. C. Teixeira Centro de Engenharia de Sistemas Químicos Departamento de Engenharia Química Escola Politécnica da USP Edifício Semi-Industrial, bloco A, 3 o andar acscteix@usp.br

2 1. temperatura Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, escalas de temperatura

3 escalas de temperatura Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, 2006.

4 dispositivos para medir temperatura: faixas de aplicação Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, 2006.

5 3. Pressão P 0 sistema estático P = P 0 + rgh Fonte: Felder, R.M., Rousseau, R.W. Princípios Elementares dos Processos Químicos. Trad. da 3ª. Ed. Editora LTC, 2005.

6 barômetro de mercúrio pressão atmosférica ou pressão barométrica: P atm atmosfera-padrão: 1 atm = 760 mmhg DR (20º/4º) = 13,546 Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, 2006.

7 manômetros coluna líquida: fluido manométrico líquido

8 manômetros (coluna líquida) Fonte: Felder, R.M., Rousseau, R.W. Princípios Elementares dos Processos Químicos. Trad. da 3ª. Ed. Editora LTC, 2005.

9 r 2 r 1 r f Fonte: Felder, R.M., Rousseau, R.W. Princípios Elementares dos Processos Químicos. Trad. da 3ª. Ed. Editora LTC, 2005.

10 equação geral do manômetro diferencial P 1 + r 1 gd 1 = P 2 + r 2 gd 2 + r f gh equação do manômetro diferencial (r 1 =r 2 =r) P 1 - P 2 = (r f r) gh manômetro diferencial para gases (r f >>r) P 1 - P 2 = r f gh ou P 1 - P 2 = h

11 Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, P g manômetro medindo pressão relativa ou manométrica (gauge) P a manômetro medindo pressão absoluta

12 P absoluta = P relativa + P atmosférica ou P absoluta = P manométrica + P atmosférica (gauge) ou (barométrica) P a = P g + P atmosférica

13 Bourdon (elemento elástico) Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, P g (pressão manométrica)

14 Fonte:

15 exemplo: medindo a pressão em um reservatório de gás Um manômetro de Bourdon e um manômetro de mercúrio de extremidade aberta estão conectados a um reservatório de gás de 20 m 3. Se a leitura do Bourdon é de 12,3 psi, qual o valor de h em cm? Se o conteúdo do tanque está a 20 o C e o barômetro indica 0,93 bar, quantos mol de gás há no reservatório? Bourdon manômetro de Hg de extremidade aberta

16 exercício quantidade de óleo residual em tanque Um tanque de armazenamento parcialmente cheio contendo óleo residual (DR = 0,92) tem 10 m de altura e 16 m de diâmetro. O tanque é fechado, mas o conteúdo de óleo pode ser determinado a partir da pressão manométrica no fundo. (a) Um manômetro Bourdon conectado ao fundo do tanque foi calibrado com o tanque aberto à atmosfera (P atm = 101 kpa). Um operador faz uma leitura de pressão no manômetro de 68 kpa. Qual seria a massa (kg) de óleo no tanque? (b) O operador não sabia, porém, que a pressão absoluta acima da superfície do óleo era de 115 kpa quando ele fez a leitura do manômetro. Qual a verdadeira massa de óleo residual contida no tanque? (Resposta: ~1395 toneladas; ~1106 toneladas)

17 exemplo: animais pequenos, como os camundongos, podem viver (embora sem conforto) em pressões de ar reduzidas até 20 kpa absolutos. Em um teste, o manômetro de Hg de extremidade aberta conectado ao tanque da figura registra 64,5 cm Hg, enquanto um barômetro indica 100 kpa. Qual o destino dos camundongos? Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, 2006.

18 outra vítima do vácuo... R. E. Sanders, Chem. Eng. Progr., setembro 1993, p. 54

19 Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, 2006.

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21 Fonte: Himmelblau, D.M. Riggs, J.B. Engenharia Química - Princípios e Cálculos. Trad. da 7ª. Ed. Editora LTC, 2006.

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