Em um secador industrial entram 100 kg de grãos com 20% (m/m) de água e saem com 12% (m/m) de água. Analise as…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um secador industrial entram 100 kg de grãos com 20% (m/m) de água e saem com 12% (m/m) de água. Analise as transformações e conservações de massa e energia e estime a massa de água removida e a energia térmica mínima necessária, adotando calor latente de vaporização L = 2,5×10^6 J/kg.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Balanço de massa: massa total inicial 100 kg; água inicial =100·0,20=20 kg; água final =100·0,12=12 kg; água removida =20-12=8 kg. Matéria seca conservada =100-20=80 kg. Energia mínima para evaporação: Q = m_água·L = 8 kg·2,5×10^6 J/kg = 2,0×10^7 J (20 MJ). Deve-se considerar perdas térmicas e trabalho do ventilador; para previsão prática acrescentar eficiência térmica e balanço energético do ar.
Explicação
A análise de balanço de massa permite determinar a quantidade de água removida ao comparar a água inicial e a água final nos grãos. O cálculo da energia térmica necessária para a evaporação é feito multiplicando a massa de água removida pelo calor latente de vaporização, resultando na energia mínima requerida. Considerações adicionais sobre perdas térmicas e eficiência são importantes para uma avaliação prática do processo.
Raio-X da questão
conservação de massa e energia
avaliacao
conservação de massa · calor latente de vaporização
Revisar os conceitos de conservação de massa e cálculo de energia térmica.
O aluno pode confundir a quantidade de água removida com a quantidade total de grãos, não considerando a porcentagem correta de água nos grãos.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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