Disserte: Em um precipitador eletrostático industrial, partículas esféricas (r = 1,0×10^-6 m, ? = 1,2×10^3…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Disserte: Em um precipitador eletrostático industrial, partículas esféricas (r = 1,0×10^-6 m, ? = 1,2×10^3 kg/m^3) adquirem carga média q = -1,0×10^-15 C. Placas coletoras têm separação d = 0,10 m, área A = 2,0 m^2 e tensão V = 30 kV (E ˜ V/d). (a) calcule a velocidade terminal de deriva v_d impondo qE = 6p·?·r·v_d com ?_ar = 1,8×10^-5 Pa·s; (b) estime o tempo t ˜ d/v_d até atingir a placa; (c) proponha medidas elétricas e operacionais para reduzir emissão e riscos à saúde.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
E = V/d = 3,0×10^5 N/C. Força elétrica |qE| = 1,0×10^-15·3,0×10^5 = 3,0×10^-10 N. Equilibrando com arrasto 6p·?·r·v_d => v_d = qE/(6p·?·r) ˜ 3,0×10^-10/(6p·1,8×10^-5·1,0×10^-6) ˜ 0,88 m/s. t = d/v_d ˜ 0,10/0,88 ˜ 0,11 s. Medidas: aumentar E (maior V ou reduzir d) e eficiência de carga (corona) para aumentar qE; otimizar tempo de residência e geometria das placas; manutenção para evitar fugas; filtros complementares e confinamento das emissões para reduzir exposição e riscos à saúde.
Explicação
A solução apresenta os cálculos necessários para determinar a velocidade terminal de deriva e o tempo até a placa, utilizando as relações entre força elétrica e arrasto. Além disso, sugere medidas práticas para melhorar a eficiência do precipitador eletrostático e minimizar os riscos à saúde, abordando tanto aspectos elétricos quanto operacionais. A clareza na apresentação dos resultados e a conexão entre teoria e prática são fundamentais para a compreensão do funcionamento do equipamento.
Raio-X da questão
precipitador eletrostático
avaliacao
forças eletrostáticas · movimento de partículas
Revisar as leis do movimento de partículas carregadas em campos elétricos.
O aluno pode confundir a relação entre a força elétrica e a força de arrasto, resultando em um cálculo incorreto da velocidade terminal.
saude
pensamento_critico
cientifico
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