Questão 6 (
ponto;
por item) Atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmações que seguem. Justifique as falsas.
I. ( ) A massa é transferida pelos mecanismos de difusão e convecção.
II. ( ) Coeficientes de difusão são, em geral, mais baixos nos gases e mais altos nos líquidos e nos sólidos.
III. ( ) Na análise da convecção de calor, muitas vezes é conveniente expressar o coeficiente de transferência de calor na forma adimensionalizada do número de Prandtl.
IV. ( ) O fluxo total em sistemas com evaporação (escoamento de Stefan) inclui apenas o termo de difusivo.
V. ( ) Na contradifusão equimolar, as vazões molares dos dois componentes são iguais em módulo e opostas em direção, de forma que a vazão molar total no sistema é zero.
I. ( ) A massa é transferida pelos mecanismos de difusão e convecção.
II. ( ) Coeficientes de difusão são, em geral, mais baixos nos gases e mais altos nos líquidos e nos sólidos.
III. ( ) Na análise da convecção de calor, muitas vezes é conveniente expressar o coeficiente de transferência de calor na forma adimensionalizada do número de Prandtl.
IV. ( ) O fluxo total em sistemas com evaporação (escoamento de Stefan) inclui apenas o termo de difusivo.
V. ( ) Na contradifusão equimolar, as vazões molares dos dois componentes são iguais em módulo e opostas em direção, de forma que a vazão molar total no sistema é zero.
Passo 1
O enunciado apresenta cinco afirmações sobre transferência de massa e calor:
- I fala dos mecanismos básicos de transferência de massa,
- II compara coeficientes de difusão em gases, líquidos e sólidos,
- III diz respeito à forma adimensional de coeficiente de transferência de calor,
- IV trata do fluxo total em escoamento de Stefan (evaporação),
- V descreve a contradifusão equimolar.
Vamos atribuir verdadeiro (V) ou falso (F) a cada uma, justificando as falsas com definições e valores típicos.
Passo 2
I. “A massa é transferida pelos mecanismos de difusão e convecção.”
Por definição, a transferência de massa em escoamentos ocorre tanto por difusão (movimento aleatório de moléculas) quanto por convecção (arraste pelo escoamento).
Portanto, I é V.
Por definição, a transferência de massa em escoamentos ocorre tanto por difusão (movimento aleatório de moléculas) quanto por convecção (arraste pelo escoamento).
Portanto, I é V.
Passo 3
II. “Coeficientes de difusão são, em geral, mais baixos nos gases e mais altos nos líquidos e nos sólidos.”
Na prática, os coeficientes de difusão seguem a ordem
Na prática, os coeficientes de difusão seguem a ordem
Logo, a afirmação está invertida.
Portanto, II é F.
Portanto, II é F.
Passo 4
III. “Na análise da convecção de calor, muitas vezes é conveniente expressar o coeficiente de transferência de calor na forma adimensionalizada do número de Prandtl.”
O coeficiente de transferência de calor é normalmente adimensionalizado pelo número de Nusselt
O coeficiente de transferência de calor
que depende, entre outros, do número de Prandtl
. O
é uma propriedade do fluido
, não a forma adimensional de
.
Portanto, III é F.
Portanto, III é F.
Passo 5
IV. “O fluxo total em sistemas com evaporação (escoamento de Stefan) inclui apenas o termo de difusivo.”
No escoamento de Stefan há fluxo convectivo adicional devido ao escoamento total de massa. O fluxo molar do componente A é
No escoamento de Stefan há fluxo convectivo adicional devido ao escoamento total de massa. O fluxo molar do componente A é
com parte difusiva e parte convectiva.
Portanto, IV é F.
Portanto, IV é F.
Passo 6
V. “Na contradifusão equimolar, as vazões molares dos dois componentes são iguais em módulo e opostas em direção, de forma que a vazão molar total no sistema é zero.”
Por definição de contradifusão equimolar tem-se
Por definição de contradifusão equimolar tem-se
Portanto, V é V.
Resposta
I – V
II – F
III – F
IV – F
V – V
II – F
III – F
IV – F
V – V