Uma suspensão de partículas de carbonato de cálcio em água escoa através de uma tubulação. Sua tarefa é determinar a vazão e a composição em peso desta lama. Você coleta a corrente em uma proveta graduada por 1,00 minuto; depois pesa a proveta, evapora a água e pesa de novo a proveta. Os resultados são os seguintes:
Massa da proveta vazia: 65,0 g
Massa da proveta + lama coletada: 565 g
Volume coletado: 455 mL
Massa da proveta depois da evaporação: 215 g
Calcule:
(a) as vazões mássicas e volumétricas da suspensão. Respo.: dotm=5 0 0 g / m i n, Q= 455 mL / min.

Passo 1

Beleza, bora entender o que o exercício pede. A gente tem uma suspensão de carbonato de cálcio em água escorrendo por um cano e, num tempo de 1,00 min, coletamos esse líquido numa proveta. O objetivo é achar (a) a vazão mássica (ṁ) e a vazão volumétrica (Q) dessa suspensão.
Matéria: Conceito de vazão (fluxo) – tanto em massa quanto em volume.
O que vamos precisar:
  • Medir a massa de lama coletada em 1 min.
  • Usar as definições ṁ = (massa coletada)/(tempo) e Q = (volume coletado)/(tempo).

Passo 2

Primeiro, calculamos a massa de lama que caiu na proveta em 1 min. A gente tem:
  • Massa da proveta vazia: 65,0 g
  • Massa da proveta + lama: 565 g
    Logo, a massa de lama é a diferença:
mlama = 565,g - 65,0,g = 500,g
Aqui estamos usando a ideia básica de balança: massa total menos massa do recipiente.

Passo 3

Agora, definimos a vazão mássica. Por definição, vazão mássica é a massa que passa por um ponto por unidade de tempo:
dotm = mlamaDe
A gente coletou em dotm = 500,g1,00,min = 500,tfracgmin min, então:

Passo 4

Pra vazão volumétrica, usamos a definição análoga: volume por tempo,
Q = Vco<=tadoDe
O volume coletado é 455 mL em 1 min, então
Q = 455,mL1,00,min = 455,tfracmLmin

Resposta

dotm = 500;tfracgmin, Q = 455;tfracmLmin

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