Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Instituto de Química
Prof André Luís Alberton
Índice

Exercícios - Variáveis e Loops no Scilab¶

Exercício - Octano¶

Item (a)¶

Considere o cálculo de viscosidade para o octano líquido, segundo o modelo a três parâmetros (Wikipedia)

$$ \mu = A \cdot \exp \left( \frac{B}{T-C} \right) $$
A (mPa $*$ s) B (K) C(K) faixa de temperatura (K)
0.007889 1456.2 −51.44 270–400

Insira as variáveis $A, B, C$ conforme informados na tabela e faça o cálculo da viscosidade do octano para 350K. Compare com o erro predito pelo software Hysys para estas condições $(\mu= 0.299375426782786 cP )$.

Item (b)¶

Para o octano líquido, a densidade $( kg/m³ )$ em função da temperatura em $ K $ é dada por (para a faixa de 270-380K) é dada por:

$$ \rho = 957.4746214 -0.863749437 \cdot T $$

Calcule a densidade do octano a $ 350 K $

Item (c)¶

Uma corrente de 600L/min n-octano flui em um duto quadrado com $ 3 in $ (25,4 mm) de lado. Calcule o número de Reynolds.

Lembre-se que o número de Reynolds é dado por:

$$ Re = \frac{\rho \cdot u \cdot D}{\mu} $$

Em que $ \rho, \mu $ são respectivamente a densidade e a viscosidade do fluido, $ u $ é a velocidade de escoamento, e $ D $ é o diâmetro do tubo. No caso de formas não circulares, o diâmetro é calculado em termos do diâmetro hidráulico (4* perímetro / área).

A velocidade pode ser calculada em termos da relação entre vazão e área, como:

$$ \rm{Vazão \ volumétrica} = Velocidade \cdot \rm{Área} $$

Item d¶

Se a corrente de octano do item (c) for vaporizada a 450ºC e 1 atm, para garantir uma velocidade de 50 ft/s, qual deverá ser o diâmetro de um duto quadrado? Dados: A massa molar do octano é 114.232 g/mol.

Lembre-se que, para sistemas estáticos gasosos ideais de $ P \cdot V = N \cdot R \cdot T $, então, para sistemas em escoamento ideiais $ P \cdot \dot{V} = \dot{N} \cdot R \cdot T $, em que $ \dot{V}, \dot{N} $ correspondem à vazão volumétrica e molar, respectivamente.


Exercício 2 - Estrutura de dados¶

Item (a)¶

Crie uma estrutura de dados no scilab associado aos compostos, com os campos:

struct('nome',[],'cas',[],'formula',[],'MM',[],'Teb',[],'Tfus',[])

Você deve criar um vetor compostos, que será uma estrutura de dados, cujo primeiro elemento é a água, o segundo o etanol e o terceiro o metanol, armazenando os dados informados.

composto CAS fórmula MM (g/mol) Teb (K) Tfus (K)
Água 7732-18-5 H2O 18.02 373.1 273.1
Etanol 64-17-5 C2H6O 46.06 351.4 159.0
Metanol 67-56-1 CH4O 32.04 337.8 175.6

Item (b)¶

Extraia a massa molar associada ao etanol.

Item (c)¶

Extraia em um vetor de textos, a fórmula química da variável compostos.

Item (b)¶

Extraia da lista criada, o campo 'Regime', obtendo uma lista de 'estacionario' ou 'transiente', ou seja, a terceira posição de cada subelemento da lista.


Exercício - Estrutura com lista de dados¶

Considere o modelo de Antoine e Wagner métodos para o cálculo da pressão de vapor.

Antoine
$$ \ln P = A - \frac{B}{C + T\left( ºC \right)} $$ _______________________________________________________________________
Wagner
$$ \tau = 1-\frac{T}{T_c} \\ \ln \frac{ P}{P_c} = \frac{ a \cdot \tau + b \cdot \tau^{1.5} + c \cdot \tau^{2.5} + d \cdot \tau^{5} }{\frac{T}{T_c}} $$ No modelo de Wagner, $ T_c, P_c $ correspondem a temperatura e pressão críticas, respectivamente. Claramente os parâmetros $ A,B,C $ da equação de Antoine diferem dos parâmetros $ a,b,c, d $ da equação de Wagner. Sejam os valores dos parâmetros apresentados para os compostos etanol e água, conforme tabela a seguir.
Tabela - Modelo de Antoine, pressão informada em bar e temperatura em K
composto A B C
Água 3.55959 643.748 -198.043
Etanol 4.92531 1432.526 -61.819

Fontes: NIST Webbook e água etanol


Tabela - Modelo de Wagner
composto A B C D Tc (K) Pc(bar)
Água -7.861942 1.87924 -2.26680 -2.128615 647.096 220.64
Etanol -8.68587 1.17831 -4.8762 1.5880 513.92 61.32

Fonte: Nichols e Utgikar, 2018

Item (a)¶

Crie uma lista contendo o método (Antoine ou Wagner), os parâmetros correspondentes, e a equação associada. Ou seja: nome_do_composto = list(['Antoine', parâmetros],['Wagner',parâmetros]).

Item(b)¶

Tenda lista formada, extraia os parâmetros da equação de Antoine e Wagner para a água, e compare os modelos na faixa de 255 até 573 K.


Exercício - Números primos¶

Dado um número qualquer (exemplo 1753), crie uma rotina que analisa se o número é primo.


Exercício - Vetor de números primos¶

Crie um código que retorne os números primos até 100, e os armazene em uma lista.


Exercício - Conjuntos¶

Item (a)¶

Crie um conjunto contendo os números naturais de 1 a 100. Denomine este conjunto como conjunto ConjA.

Item (b)¶

Crie um conjunto contendo os múltiplos de 3 de 3 a 200. Denomine este conjunto como conjunto ConjB.

Item (c)¶

Com os procedimentos associados aos conjuntos, obtenha:

c.1¶

A interseção dos conjuntos ($ ConjA \cap ConjB $).

c.2¶

A união dos conjuntos ($ ConjA \cup ConjB $).

c.2¶

A diferença simétrica entre A e B ($ ConjA \ominus ConjB $).