Ao executar um balanço de massa, classifique os processos listados a seguir como (1) em batelada, (2) em semibatelada, (3) contínuo, (4) aberto ou de escoamento, (5) fechado, (6) em estado estacionário ou (7) em estado não estacionário. Mais de uma classificação pode ser aplicada.
A ebulição de água em uma panela aberta
A ebulição de água em uma panela aberta
Passo 1
O enunciado pede para classificar o processo de ebulição de água em uma panela aberta segundo três critérios de balanço de massa:
– natureza do processo quanto a alimentação e retirada de material (batelada, semibatelada, contínuo),
– tipo de sistema quanto à troca de massa com o ambiente (aberto, fechado),
– regime temporal (estado estacionário, não estacionário).
– natureza do processo quanto a alimentação e retirada de material (batelada, semibatelada, contínuo),
– tipo de sistema quanto à troca de massa com o ambiente (aberto, fechado),
– regime temporal (estado estacionário, não estacionário).
Passo 2
Definimos os modos de operação quanto à alimentação e retirada:
– Processo em batelada: não há fluxo de entrada nem de saída de massa durante a operação.
– Processo em semibatelada: há ou fluxo de entrada ou de saída de massa, mas não ambos continuamente.
– Processo contínuo: há fluxo de entrada e de saída de massa de forma contínua e simultânea.
– Processo em batelada: não há fluxo de entrada nem de saída de massa durante a operação.
– Processo em semibatelada: há ou fluxo de entrada ou de saída de massa, mas não ambos continuamente.
– Processo contínuo: há fluxo de entrada e de saída de massa de forma contínua e simultânea.
Passo 3
Definimos o tipo de sistema quanto à troca de massa com o ambiente:
– Sistema fechado: não ocorre troca de massa com o exterior (só pode haver troca de energia).
– Sistema aberto (ou de escoamento): ocorre troca de massa com o meio externo.
– Sistema fechado: não ocorre troca de massa com o exterior (só pode haver troca de energia).
– Sistema aberto (ou de escoamento): ocorre troca de massa com o meio externo.
Passo 4
Definimos o regime temporal do processo:
– Estado estacionário: as variáveis de interesse (massa, composição, temperatura) não variam com o tempo.
– Estado não estacionário: pelo menos uma variável de estado muda ao longo do tempo.
– Estado estacionário: as variáveis de interesse (massa, composição, temperatura) não variam com o tempo.
– Estado não estacionário: pelo menos uma variável de estado muda ao longo do tempo.
Passo 5
Na ebulição de água em panela aberta:
– Não alimentamos água nem extraímos produto líquido, mas há saída contínua de vapor de água e não há entrada de material durante a fervura → classificação como processo semibatelada.
– Como o vapor escapa livremente para a atmosfera, há troca de massa com o meio externo → é um sistema aberto.
– A massa de água na panela diminui com o tempo (e sua quantidade varia) → é um processo em estado não estacionário.
– Não alimentamos água nem extraímos produto líquido, mas há saída contínua de vapor de água e não há entrada de material durante a fervura → classificação como processo semibatelada.
– Como o vapor escapa livremente para a atmosfera, há troca de massa com o meio externo → é um sistema aberto.
– A massa de água na panela diminui com o tempo (e sua quantidade varia) → é um processo em estado não estacionário.