A refrigeração mecânica foi descoberta no século XIX. A refrigeração é comumente utilizada para descrever a remoção do calor de uma substância ou objeto. O objetivo da refrigeração é baixar a temperatura do alimento de modo a reduzir a taxa metabólica natural dos tecidos ou das bactérias, prolongando a vida de prateleira desses alimentos. A cadeia de frio empregada na indústria de alimentos tem várias etapas, considerando a necessidade de aumentar a vida de prateleira de frutas e verduras recém-colhidos através do pré-resfriamento. Assinale a alternativa que melhor descreve o benefício dessa operação. 

Existem três métodos de transferência de aquecimento, que contribuem para vários processos de transferência de calor em proporções diferentes: condução, convecção e radiação. Sobre esses métodos, analise as assertivas a seguir, assinalando V, se verdadeiras, ou F, se falsas.
( ) Para usar a Lei de Fourier, a condutividade térmica do material deve ser conhecida.
( ) Na convecção livre, o escoamento é induzido por forças de empuxo, que são originadas por diferenças de viscosidade causadas por variações de temperaturas no fluido.
( ) A troca de calor latente está geralmente associada à transferência de calor por condução.
( ) A radiação que é emitida pela superfície tem sua origem na energia térmica da matéria limitada pela superfície, e a taxa na qual a energia é liberada por unidade de área (W/m²) é denominada poder emissivo.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Com base no texto, sabe-se que os solos pseudoplásticos diminuem sua viscosidade conforme se deformam. Entretanto, a sua viscosidade também diminui com o passar do tempo em que estão sobre uma tensão (efeito tixotrópico). Quando deixados em repouso, tais solos fluidos retornam à viscosidade normal (voltam do estado liquidificado para o sólido). Também são exemplos desse mesmo tipo de comportamentos não-newtonianos a areia movediça, as tintas de paredes, as pastas de dentes e o ketchup. Apesar das semelhanças entre os problemáticos solos de comportamento não-newtonianos da Cidade do México – MX e de Santos – BR, ao longo das 5 últimas décadas, não se registraram casos de desabamento de prédios na orla santista, apesar das inclinações relatadas. Assim, essa diferença de comportamento se deve 

A cidade de Santos tem temperaturas médias oscilando entre 19 °C e 25 °C ao longo do ano. Durante os meses de verão, entre janeiro e março, as temperaturas máximas podem atingir os 35 °C nas horas mais quentes do dia, assim como as mínimas podem ficar ao redor dos 15 °C nos meses de Inverno. Assim, os projetos das edificações na região devem ser consequentes com a estabilidade e com o conforto térmico oferecido aos ocupantes desses espaços. Por conta disso, a maioria dos projetos contemporâneos prevê o uso de vedação térmica de portas e janelas e, também, do uso de ar-condicionado climatizado em temperaturas ao redor de 23 °C. Tal vedação térmica é fundamental para o funcionamento contínuo e custo-efetivo dos sistemas do ar-condicionado. No caso das janelas, o controle térmico depende de duas estratégias, normalmente combinadas: 
• O uso de películas de polímeros aplicadas às placas de vidro, capazes de deixar passar a luz visível e bloqueando a travessia de radiação infravermelha. Isso reduz a perda do calor interno para o ambiente nos dias frios e minimiza a entrada de radiação de calor nos dias quentes.
• Outra solução para o isolamento, comumente adotada em países de primeiro mundo, é o uso de placas de vidro duplas, sendo o espaço entre elas preenchido com gases especiais.
• Uma empresa fornecedora de vidros duplos de performance técnica ofereceu as seguintes alternativas de gases disponíveis entre as placas com suas respectivas condutividades térmicas, medidas em Kgás / cal / cm · K · s: 
                                                    
Considere que a única diferença física entre esses conjuntos de vidro duplo é o gás entre as placas e que: 

K_Gás = Qd / AΔT  
Onde:
K_Gás = Condutividade térmica do gás ou da mistura gasosa;  
Q = Quantidade de calor transferido;
d = Distância entre dois planos isotérmicos; 
A = Área da superfície;
ΔT = Diferença de Temperatura entre as camadas interna e externa.

Considerando que as diferenças de preço são irrelevantes, assinale a alternativa que apresenta a opção de gás de preenchimento do “sanduíche” de vidro que seria a escolha técnica capaz de garantir o melhor isolamento térmico das janelas com vidros duplos para um projeto no litoral paulista.

Sobre o fenômeno de cavitação em bombas durante o bombeamento de líquidos, analise as afirmativas a seguir e a relação entre elas.

I. O fenômeno de cavitação ocorre quando o NPSH_requerido se torna maior que o NPSH_disponível

PORQUE

II. nessa situação, a pressão local dentro da bomba se torna menor que a pressão de vapor do líquido que está sendo bombeado.

A respeito da relação entre essas afirmativas, assinale a alternativa correta.

A equação de Bernoulli é uma forma simplificada de representar o balanço de energia para um sistema em escoamento, em que são consideradas somente as energias de pressão, cinética e potencial gravitacional.

P: pressão

ρ: densidade do fluido

u: velocidade linear do fluido

g: aceleração da gravidade

z: altura do ponto em questão

ÇENGEL, Yunus A.; CIMBALA, John M. Mecânica dos fluidos. 3. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015.

Um dos possíveis usos da equação de Bernoulli, na forma apresentada, é para o cálculo da velocidade de escoamento de um fluido a partir de um reservatório. No entanto, como a equação apresentada não contempla perda de carga, há uma diferença entre os valores de velocidade real e a calculada por essa equação.

Considerando-se o cálculo da velocidade de escoamento utilizando a equação de Bernoulli, em qual das situações a seguir será observado um aumento na diferença entre as velocidades calculada e a real? 

Processos de separação de misturas binárias por membranas envolvem o uso de uma barreira semipermeável que permite a passagem seletiva de um componente preferencialmente em relação ao outro componente. A imagem a seguir apresenta um perfil típico de membrana densa polimérica de espessura z para separação de uma mistura gasosa binária contendo dois gases, A e B. As pressões P_A e P_B representam as pressões parciais de cada componente na alimentação (P_A1 e P_B1) e no lado contendo o que permeou (permeado – P_A2 e P_B2). Além disso, o perfil também mostra as concentrações dos dois componentes dentro da membrana (C_A e C_B).


MCCABE, Warren L.; SMITH, Julian C.; Harriott, Petter. Unit Operations of Chemical Engineering. 7. ed. Nova York: McGraw Hill, 2014 (adaptado).
O transporte de gases através de uma membrana polimérica pode ser calculado por:
em que Ji é o fluxo molar do componente i, q é o coeficiente de permeabilidade do componente i, e P_i1 e P_i2 são as pressões parciais do componente i na alimentação e no permeado, respectivamente.
Sobre o perfil apresentado e a equação que rege o transporte de gases através de membranas, assinale a alternativa correta.

O conceito de raio crítico é fundamental para o projeto adequado de sistema de isolamentos radiais, como no isolamento de cabos de rede elétrica. Ele representa certa espessura de isolante em que a resistência à transferência de calor é minimizada. Uma representação esquemática desse sistema pode ser vista na figura a seguir, em que um cabo de cobre, de raio ri , é recoberto por um isolante, totalizando um raio total de r. A temperatura na interface entre o cabo e o isolante é Ti . Na região externa ao cabo, é passada uma corrente de ar com temperatura T∞ e coeficiente convectivo h.

BERGMAN, Theodore L.; LAVINE, Adrienne S. Incropera: fundamentos de transferência de calor e de massa. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019 (adaptado).

De acordo com o modelo de resistências térmicas em um sistema composto, como o apresentando na figura anterior, a transferência de calor total por metro de cabo é:
em que q’ é a taxa de transferência de calor e R’t é a resistência total de transferência de calor pelo sistema, considerando a resistência por condução no isolante e a resistência por convecção na superfície do isolante. O gráfico representado na figura apresenta exatamente como o valor de R’t varia com a espessura do isolante ( r – ri ).
Sobre esse sistema e o comportamento do gráfico, assinale a alternativa correta.

 O coeficiente de viscosidade de um fluido é uma propriedade que descreve sua resistência ao fluxo interno. Considere dois fluidos, A e B, com viscosidades diferentes. Fluidos com viscosidade mais alta apresentam uma resistência maior ao escoamento. Suponha que você tenha dois tubos de diâmetros diferentes, um para cada fluido, e você deseja manter a taxa de fluxo volumétrico para ambos os tubos. O tubo para o fluido B tem um diâmetro maior em comparação ao tubo para o fluido A.

Com base nas propriedades dos fluidos e dos tubos, qual das seguintes afirmações é verdadeira?

No gráfico a seguir está representado o perfil de concentração obtido por meio de um experimento de difusão do hidrogênio gasoso (H₂ ) através de um filme plano de espessura ( l) de 1 mm. 

Dados:


A partir dessas informações e da primeira lei de Fick, analise as afirmativas a seguir.
I. A difusão do H₂ através do filme plano atingiu o regime permanente, uma vez que o perfil de concentração é linear.
II. O sentido do fluxo difusivo do hidrogênio ocorre da face esquerda do filme (x = 0 mm) para a sua face direita (x = 1 mm).
III. A inclinação do perfil de concentração corresponde ao coeficiente difusivo do H₂ (DH₂ ) dividido pela espessura do filme (ℓ).
Estão corretas as afirmativas

Deseja-se analisar o escoamento do ar, em regime permanente e a uma velocidade muito abaixo de 100 m/s, em diferentes situações práticas de Engenharia.

Nesse contexto, assinale a alternativa que representa uma situação prática em que a aplicação equação de Bernoulli é válida para o fluido em questão.

O tubo de Venturi é um equipamento utilizado para a medição da velocidade e vazão de um fluido por meio da diferença de pressão entre dois pontos com áreas de seção transversal diferentes. Com base nos princípios de operação desse equipamento no desenho esquemático apresentado e considerando que o fluido escoando seja incompressível, analise as afirmativas a seguir.

Dados:

Equação de Bernoulli  
I. A velocidade do fluido na seção 2, em estado estacionário, é menor do que em 1, pois, pela conservação de massa, o fluido desacelera devido ao estreitamento da seção transversal.
II. Aplicando-se a equação de Bernoulli no eixo central de escoamento, verifica-se que o valor da pressão na seção 2 é menor do que o da seção 1 (P₂ < P₁ )
III. Se o escoamento estiver em regime permanente, as vazões mássicas nas seções 1 e 2 serão iguais , independentemente da velocidade do fluido.

Estão corretas as afirmativas

Uma chapa metálica precisa passar dentro de um duto inteiramente preenchido por um fluido, conforme a figura a seguir.  
Foram realizados três experimentos utilizando os fluidos indicados na tabela a seguir:

Considerando que os três fluidos sejam Newtonianos, e que a chapa se mova lentamente com a mesma velocidade V nos três experimentos, assinale a alternativa que apresenta a sequência, em ordem crescente, dos fluidos que exercem da menor para a maior força de arrasto na chapa. 

A parede de um forno industrial para tratamento térmico é composta de duas placas planas (I e II) de espessuras L_I = 5 cm e L_II = 5 mm, respectivamente, conforme apresentado na figura a seguir. A parede I tem função de isolamento térmico e possui uma condutividade térmica (k_I ) no valor de 0,1 W.m-1.K-1; já a parede II tem função estrutural e possui uma condutividade térmica (k_II) no valor de 1 W.m-1.K-1. O forno opera em regime permanente e a temperatura da superfície interna da parede I (T_int), em contato com o ar quente, é de 270 °C.  

Dados:

Obs.: Desprezar os efeitos de radiação. Se o ar externo, cujo coeficiente convectivo médio (h_c ) é de 20 W.m^-2.K^-1, estiver a uma temperatura constante (T_∞) igual a 20 °C, o valor da temperatura na interface entre as placas I e II será de

Sobre a difusão de substâncias em meios materiais, informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) para o que se afirma e assinale a alternativa com a sequência correta.

( ) A primeira Lei de Fick descreve a taxa de difusão de um soluto em um meio estacionário, em termos da concentração do soluto e das propriedades do meio.
( ) A segunda Lei de Fick descreve a difusão transiente de um soluto em um meio em que há variação temporal e espacial da concentração do soluto.
( ) O objetivo principal das Leis de Fick é determinar a taxa de reação química entre duas substâncias. 

Uma mistura de 21 g de bicarbonato de sódio reagiu de forma estequiométrica com ácido acético produzindo acetato de sódio, água e gás carbônico. A reação ocorreu em uma cápsula fechada com volume de 41 cm³ e temperatura de 27°C. Assinale a alternativa que apresenta a pressão na cápsula após a reação ter sido realizada completamente:

R= 0,082 atm.L.mol-1.K-1; Massa Molar: C=12 g/mol; O= 16 g/mol; H= 1 g/mol; Na= 23 g/mol.

Dois amigos encontraram um mineral durante uma expedição em uma caverna. O primeiro ficou muito feliz achando se tratar de ouro, enquanto o segundo alertou que era ouro de tolo, nome popular da pirita (FeS₂). Na dúvida, eles resolveram imergir o sólido em água e observar o volume de água deslocado a fim de reconhecer o mineral. A densidade do ouro e da pirita são, respectivamente, ≈19,7 g/cm³ e 5,0 g/cm³. Assinale a alternativa que apresenta a estimativa da diferença do volume deslocado, por mol, durante a imersão do mineral na água entre os casos que fosse pirita e que caso fosse ouro:

Massa molar: Au=197g/mol; Fe= 56g/mol; S=32 g/mol.

A destilação é um processo de separação de componentes de uma mistura líquida com base em suas diferentes temperaturas de ebulição. Existem diferentes tipos de destilação, incluindo destilação flash, destilação binária e destilação multicomponente. Em relação aos processos de destilação, analise os itens a seguir.

I - A destilação flash é usada para separar componentes líquidos de uma mistura através de uma vaporização lenta seguida de condensação.
II - A destilação binária, como o nome sugere, envolve a separação de uma mistura de dois componentes líquidos.
III - Um exemplo comum de destilação binária é a destilação de álcool (etanol) e água.
IV - A destilação multicomponente envolve a separação de misturas que contêm mais de dois componentes. Um exemplo é a destilação fracionada do petróleo bruto em uma refinaria.

Quais estão corretos? 

Determinado fluido consegue através de uma tubulação com uma velocidade média de aproximadamente 7,50 . 10³ in / h . Obtenha o valor de escoamento desse fluido em unidades do Sistema Internacional (SI). 

A combustão de compostos orgânicos é o processo de queima de substancias orgânicas, como madeira, carvão, óleo ou gás, em presença de oxigênio. Durante este processo, as moléculas orgânicas reagem com o oxigênio para produzir dióxido de carbono (CO2) e vapor d'água, liberando energia térmica e luminosa. A combustão de compostos orgânicos é amplamente utilizada como fonte de energia em indústrias, transporte, residências, entre outras aplicações. No entanto, a liberação de gases poluentes durante a combustão pode prejudicar a qualidade do ar e contribuir para o aquecimento global. Com base nestas informações, assinale a alternativa que contém a massa de água gerada na combustão completa de 5 mols de C₃H₈: