Introdução à Engenharia Química – 1HA/1HX/1EA/1EX/1EY
Algumas Grandezas da Química e da Engenharia Química
Profª Fernanda Cristina Vianna
ALGUMAS GRANDEZAS DA QUÍMICA E DA ENGENHARIA QUÍMICA
Referência Bibliográfica: Brasil, N. I.
Introdução à
Engenharia Química
. Ed. Interciência. 2ª edição. Rio
de Janeiro, 2004.
1.
Massa específica (ρ) e volume específico (
v
)
Uma dada amostra de uma substância de massa
m
kg ocupa um volume
V
m3. A relação massa por volume tem o nome
de massa específica e a relação volume por massa tem o nome de volume específico e, obviamente, uma grandeza é a inversa da
outra.
Grandeza
Definição
Unidades SI
Massa específica
ρ = massa / volume
kg/m3
Volume específico
v = volume / massa
m3/kg
A massa específica é mais usual na engenharia e tem como símbolo a letra grega ρ (pronúncia rô). Alguns autores ainda
usam indevidamente o termo
densidade
para a relação massa por volume. Densidade é a relação entre as massas específicas de
duas substâncias, uma delas tomada como padrão.
O volume específico (v) é a mais usual na termodinâmica. Como o volume é dependente da temperatura e pressão, a
massa específica e o volume específico também serão.
Exercício 1) Sabendo-se que a 20ºC e pressão atmosférica a massa de 998,204 kg de água ocupa o volume de 1 m3, calcule a
massa específica e o volume específico da água nestas condições.
2.
Volume molar (Vm)
Uma dada amostra de uma substância ocupa um volume
V
e possui uma certa quantidade de matéria
N
. A relação entre o
volume e a quantidade de matéria equivalente da substância tem o nome de volume molar (
Vm
).
Esta grandeza, embora possa ser aplicada para líquidos e gases, ela é mais usual e conhecida para os gases, onde
condições padrão de temperatura e pressão são usadas para defini-lo.
Exercício 2) Se o volume específico da água a 20ºC e pressão atmosférica é 1,001 77 ℓ/kg, calcule o volume molar da água
nestas mesmas condições.
3.
Vazão ou taxa de escoamento
Os processos contínuos envolvem o escoamento de material de um ponto para outro, entre unidades de processo ou entre
um processo e tanques de armazenamento e vice-versa. A taxa na qual uma quantidade de material é transportada através de
uma tabulação de processo á a taxa de escoamento ou vazão do material, ou seja, uma quantidade por unidade de tempo. A
quantidade de uma corrente de processo que é transportada ou escoada através da tubulação pode ser expressa em volume,
massa ou quantidade de matéria, dando origem à
vazão volumétrica
(volume por tempo), à
vazão mássica
(massa por tempo)
ou à
vazão de quantidade de matéria ou molar
(quantidade de matéria por tempo). Embora, o termo taxa possa ser usado, o
termo vazão é mais usual na engenharia química.
Na tabela do Quadro Geral de unidades de Medida publicado pelo INMETRO, que relaciona as unidades derivadas
compreendida no SI, consta apenas a grandeza
vazão
, que corresponde unicamente ao que chamamos de vazão volumétrica.
Nenhuma referência é feita na referida tabela para a taxa ou vazão de quantidade de matéria, usual na engenharia química.
Quanto à taxa de transporte de massa, com unidades de kg/s, a tabela é tradicional usar o termo taxa como definido no parágrafo
