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Ex Ajuste curvas 2, Notas de estudo de Cultura

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Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 16/09/2008

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matheus-martini-10 🇧🇷

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MÉTODO NUMÉRICO - Turma EM3 - 2007
Lista de Exercícios: Ajuste de Curvas – Parte 2
Data de entrega: 23/05/2007
OBS.: Resolver os problemas utilizando planilha ou programa de computador e entregar os resultados
transcritos em folha sulfite ou pautada. Não entregar os resultados impressos da planilha.
1. Durante a reação de saponificação de quantidades equimolares de hidróxido de sódio e acetato de
etila, a concentração C (mol/L) varia com o tempo t (min) de acordo com a equação:
kt
CC +=
0
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na qual C
0
é a concentração inicial e k (L/mol.min) é a constante da reação. Os seguintes resultados
foram obtidos em ensaio de laboratório, a temperatura de 25
o
C:
Tabela 1
1/C (L/mol) 24,7 32,4 38,4 45,0 52,3 65,6
t (min) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 7,0
1/C (L/mol) 87,6 102 135 154 192
t (min) 10,0 12,0 15,0 20,0 25,0
Obter a estimativa da (a) constante de reação e da (b) concentração inicial, empregando o método
dos mínimos quadrados.
2. Considere que os dados cinéticos da questão 1 fossem analisados por um modelo de 1ª ordem:
kt
eCC
=
0
Calcular os parâmetros cinéticos do modelo acima e comparar pelo coeficiente de correlação de
Pearson r
2
qual dos dois modelos cinéticos ajusta os dados cinéticos experimentais.
4. Considere os seguintes dados para o calor específico do cobre:
Tabela 2
T (K) 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100
Cp (J/kg.K) 0,9 3 8 16 27 60 99 137 173 205 232 254
Ajustar os valores empregando uma função polinomial de 2
o
e de 3
o
grau e uma função potencial.
Traçar o gráfico dos pontos com as funções ajustadas. Calcular o coeficiente de correlação para
cada ajuste e verificar qual dos três ajustes é o melhor.
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MÉTODO NUMÉRICO - Turma EM3 - 2007

Lista de Exercícios: Ajuste de Curvas – Parte 2

Data de entrega: 23/05/

OBS.: Resolver os problemas utilizando planilha ou programa de computador e entregar os resultados transcritos em folha sulfite ou pautada. Não entregar os resultados impressos da planilha.

  1. Durante a reação de saponificação de quantidades equimolares de hidróxido de sódio e acetato de etila, a concentração C (mol/L) varia com o tempo t (min) de acordo com a equação:

kt

C C

na qual C 0 é a concentração inicial e k (L/mol.min) é a constante da reação. Os seguintes resultados foram obtidos em ensaio de laboratório, a temperatura de 25oC:

Tabela 1

1/ C (L/mol) 24,7 32,4 38,4 45,0 52,3 65, t (min) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 7,

1/ C (L/mol) 87,6 102 135 154 192 t (min) 10,0 12,0 15,0 20,0 25,

Obter a estimativa da (a) constante de reação e da (b) concentração inicial, empregando o método dos mínimos quadrados.

  1. Considere que os dados cinéticos da questão 1 fossem analisados por um modelo de 1ª ordem:

kt

C C e

Calcular os parâmetros cinéticos do modelo acima e comparar pelo coeficiente de correlação de Pearson r^2 qual dos dois modelos cinéticos ajusta os dados cinéticos experimentais.

  1. Considere os seguintes dados para o calor específico do cobre:

Tabela 2

T (K) 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 Cp (J/kg.K) 0,9 3 8 16 27 60 99 137 173 205 232 254

Ajustar os valores empregando uma função polinomial de 2o^ e de 3o^ grau e uma função potencial. Traçar o gráfico dos pontos com as funções ajustadas. Calcular o coeficiente de correlação para cada ajuste e verificar qual dos três ajustes é o melhor.

  1. A taxa (velocidade) de cristalização isotérmica de diversos materiais (metais, cerâmicas e polímeros) pode ser analisada a partir de um modelo matemático chamado modelo de Avrami:

x = 1 − exp (− ktn )

no qual x é a fração volumétrica de fase cristalina, t é tempo de tratamento térmico a temperatura constante e k e n são os coeficientes de Avrami. Calcular os parâmetros cinéticos do modelo de Avrami para os dados da tabela 3.

Tabela 3

tempo (s) x^ tempo (s) x 0.0 0.0000 110.0 0. 10.0 0.0079 120.0 0. 20.0 0.0358 130.0 0. 30.0 0.0850 140.0 0. 40.0 0.1541 150.0 0. 50.0 0.2392 160.0 0. 60.0 0.3352 170.0 0. 70.0 0.4362 180.0 0. 80.0 0.5364 190.0 0. 90.0 0.6307 200.0 0. 100.0 0.7152 240.0^ 0.

  1. As características de escoamento de fluidos não Newtonianos podem ser descritas por uma lei empírica na forma:

τ = m γ&^ n

na qual τ é a tensão de cisalhamento, γ& a taxa (velocidade) de cisalhamento aplicada ao material, m

o índice de consistência e n o índice de potência. Se a viscosidade aparente η a for definida como

sendo a razão entre a tensão de cisalhamento e a taxa de cisalhamento:

= γ −^1

η a = m & n

Determinar os coeficientes m e n a partir da lei de potências e a partir desses valores, calcular a viscosidade aparente para o polipropileno (T = 250 oC), cujos dados estão apresentados na tabela 4.

Tabela 4

τ (Pa) γ& (^) (s-1) τ (Pa) γ& (^) (s-1)

11285,6 199,584 32827,2 1984, 15791,4 396,434 42661,6 3964, 19206,9 596,019 50150,9 5960, 22241,4 792,869 55387 7928, 24473,6 992,454 59378,5 9924,