Um tanque de equalização no tratamento de efluentes é uma estrutura que funciona como um amortecedor, armazenando efluentes brutos para uniformizar sua vazão e carga de poluentes. Ao equalizar essas características, ele garante que as etapas seguintes do tratamento, que podem ter capacidade limitada ou serem sensíveis a variações, recebam o efluente de forma estável, otimizando o desempenho e a eficiência do sistema.

Na unidade de tratamento de água e esgoto que você acabou de assumir a responsabilidade técnica tem um tanque de equalização com um tubo despejando água a uma vazão de 20 l/s e outro tubo despejando um efluente de massa específica igual a 700 kg/m3 com uma vazão de 10 l/s. A mistura formada é descarregada por um tubo da área igual a 30 cm². Determine a massa específica da mistura no tubo de descarga e a velocidade de saída.

Dados: (Unidades – SI) ρágua = 1000 kg/m³ e ρefluente = 700 kg/m³; 1m² = 10–4cm²

Determine o regime de escoamento sabendo que a tubulação apresenta um diâmetro de 100 mm e transporta um efluente para tratamento (viscosidade cinemática (ν) = 10,6x10–5 m2 /s) com uma vazão de 720 m3 /dia. Determine também a perda de carga e fator de atrito sabendo que a rugosidade absoluta do tubo é de 0,04 mm e que a tubulação tem 10 m de comprimento.

A perda de carga em tubulações é a diminuição da energia (pressão) de um fluido ao escoar devido ao atrito com as paredes da tubulação e à presença de componentes, como curvas e válvulas. Existem dois tipos principais: as perdas distribuídas, que ocorrem ao longo de todo o comprimento da tubulação e são causadas pela rugosidade das paredes, e as perdas localizadas, geradas por acessórios como joelhos, tês e registros, que causam turbulência. A perda de carga é um fator crucial no dimensionamento de sistemas hidráulicos, afetando a vazão, o consumo de energia e a eficiência do sistema. Considere uma tubulação de PVC com comprimento (L), diâmetro (D) e rugosidade absoluta das paredes (ε) transportando água á uma vazão (Q). Mantida as características físicas e geométricas de uma área, mesmo material e mesmo fluido, avalie os itens a seguir:

I - A vazão sofre variação com o comprimento.

II - A vazão aumenta com a redução do diâmetro.

III - A vazão diminui com o aumento da rugosidade absoluta.

É correto o que se afirma em:

As adutoras são essenciais para o abastecimento eficiente, pois conduzem grandes volumes de água, minimizam perdas e podem funcionar por gravidade ou por recalque com sistemas de bombas. Diferentemente da rede de distribuição, as adutoras não possuem ligações diretas para o consumo doméstico. O diâmetro de um sistema de tubulação de uma adutora que transporta água em regime permanente para um sistema de distribuição de água varia de 400 mm, no ponto A, 8 m acima de um referencial, para 200 mm, no ponto B, 4 m acima do referencial. A velocidade no ponto A é de 4,0 m/s e uma pressão no ponto A de 100 kN/m2 . Desprezando as perdas de carga, determine a velocidade no ponto B e a sua respectiva pressão.

Dados: g = 10,0 m/s² ; ρH2O = 1000 kg/m³ ; уH2O = 10.000 N/m³ ; π = 3,14 (Unidades no SI).

O tratamento da água é um conjunto de procedimentos físicos e químicos que tornam a água de fontes naturais segura e adequada para o consumo humano, removendo impurezas, microrganismos patogênicos e substâncias químicas nocivas, de modo a evitar doenças e garantir que a água seja potável, segura, e livre de cores, sabores ou odores indesejados. Em uma destas etapas do tratamento deve-se adicionar e misturar alguns produtos químicos para a garantia do mesmo. Em algumas unidades de tratamento estes materiais já são adicionados nos canais de saída/descarga de orifícios para aproveitar a turbulência que já existe e realizar a mistura destes produtos. Calcule qual a velocidade do jato e qual a descarga de um orifício padrão (Cv = 0,98 e Cd = 0,61), com 20 cm de diâmetro, situado na parede vertical de um reservatório de tratamento de água, com o centro 2m abaixo da superfície da água?
Dados: g = 10m/s2 ; π = 3,14; Q = A.Cd.√ 2.g.H v = Cv.√2.g.H; √ 40 = 6,32. (Unidades no SI)

A condutividade térmica é a propriedade intrínseca de um material de conduzir calor, com materiais de alta condutividade sendo bons condutores (como metais) e os de baixa condutividade sendo maus condutores ou isolantes (como isopor). Essa propriedade é crucial em aplicações práticas, desde o design de utensílios de cozinha, que usam materiais diferentes para conduzir e reter calor, até a construção de edifícios, para isolamento térmico, e o funcionamento de dispositivos eletrônicos, que precisam dissipar calor. Avalie os itens a seguir e marque a alternativa correta.
( ) A condutividade térmica(k), ou constante de proporcionalidade de Fourier é característica do material e sua temperatura média também influi em k.
( ) Quanto maior for à distância entre átomos e moléculas no material, maior será a condutividade térmica, pois o menor contato entre as partículas dificulta o transporte de energia térmica.
( ) Dentre os sólidos, os metais tem maiores k graças aos elétrons livres que colaboram com a difusão de energia térmica. ( ) Os sistemas de isolamento térmico são normalmente matrizes porosas contendo ar (espumas e fibras) e, portanto, apresentam valores de k próximos ao dos gases.
( ) A Lei de Fourier descreve a condução de calor, estabelecendo que o fluxo de calor através de um material é proporcional ao gradiente de temperatura (diferença de temperatura ao longo da distância) e à área de secção transversal, e diretamente proporcional à espessura do material.

A ordem de uma reação é uma relação matemática estudada em Cinética Química que mostra a relação entre a concentração dos reagentes e a velocidade da reação. Considere a tabela a seguir, que contém os valores das concentrações dos reagentes A e B de uma reação genérica realizada quatro vezes.
2A(g) + B2(g) → 2 AB(g)



Qual das alternativas a seguir apresenta a expressão da velocidade para essa reação e a ordem de reação em relação à [A] e [B] respectivamente?

Reação química é o rearranjo ou redistribuição dos átomos constituintes de dadas moléculas, para formar novas moléculas, diferentes das primeiras em estrutura e propriedades. Condições de ocorrência de uma reação química: afinidade química entre as substâncias reagentes, contato entre elas, energia de ativação e choques efetivos entre as suas moléculas. As reações químicas podem ser classificadas quanto à fase de agregação em que se encontram as espécies químicas na reação em homogêneas e heterogêneas. Com relação aos fatores que afetam a velocidade das reações químicas marque a alternativa incorreta.

A entropia é uma medida do grau de desorganização ou aleatoriedade de um sistema. Portanto, uma redução de entropia significa que o sistema está passando por um processo que leva a uma maior ordem e menos desorganização. Qual dos sistemas a seguir apresenta uma redução de entropia?

A entropia(S) termodinâmica é uma medida do grau de desordem, aleatoriedade ou dispersão de energia em um sistema físico. Ela está intrinsecamente ligada à Segunda Lei da Termodinâmica. Avalie as afirmações sobre entropia e marque a alternativa incorreta.

Um processo espontâneo em termodinâmica é aquele que ocorre naturalmente sob certas condições, sem a necessidade de qualquer intervenção externa contínua. Ele tem um sentido natural de ocorrência, como a água a fluir ladeira abaixo, e não está necessariamente relacionado à velocidade do processo, que pode ser rápido ou muito lento. Avalie os itens a seguir sobre o processo espontâneo e marque a alternativa correta.
( ) Uma vez iniciado, nenhuma ação externa é necessária para fazer com que o processo continue.
( ) Um processo é espontâneo quando ΔG é negativo (ΔG < 0), indicando uma diminuição da energia livre do sistema e uma tendência a um estado mais estável.
( ) Em sistemas químicos, a energia interna U é equivalente à energia potencial.
( ) A maioria dos processos espontâneos são irreversíveis, não podendo ser revertidos sem uma mudança significativa nas condições do universo.  

As funções de estado termodinâmica são propriedades de um sistema que dependem unicamente do seu estado atual e não do caminho percorrido para alcançar esse estado, sendo definidas apenas pelo estado inicial e final. Quais das variáveis termodinâmicas apresentadas a seguir não são consideradas funções de estado?

As operações unitárias são as etapas físicas fundamentais que transformam matéria-prima em produtos finais em processos industriais, sem envolver reações químicas. São etapas individuais e distintas dentro de um processo industrial, projetadas para alcançar um objetivo específico. Elas podem ser categorizadas de acordo com o tipo de transferência que realizam: Transferência de Calor, Transferência de Massa e Transferência de Quantidade de Movimento. Avalie os itens a seguir e marque á alternativa que apresente apenas operações unitárias de transferência de impulso. 

A farinha de soja é um ingrediente funcional produzido a partir do grão de soja, após a extração do óleo, que é então desengordurado. É uma fonte rica em proteínas vegetais de alta qualidade, além de conter fibras, vitaminas do complexo B, minerais (ferro, potássio, fósforo, cálcio) e oligossacarídeos, servindo como alternativa vegetal a ingredientes como trigo e ovos em produtos como panificados, massas e refeições prontas. Além de melhorar o valor nutricional, a farinha de soja confere funcionalidade tecnológica, como melhoria da textura, aumento da vida útil e estabilidade das formulações, atuando também como alternativa sem glúten para massas e bolos.

Uma farinha de soja, que contém 20% em massa de óleo e 80% em massa de material inerte é submetida a uma extração na presença de um solvente adequado. A solução obtida apresenta 10% em massa de óleo e o restante de solvente, enquanto o resíduo sólido 1,0% de óleo, 4,0% de solvente e o restante em material inerte, todas em massa. Determine a massa de resíduo que foi gerada na produção de 1000 kg de solução. Assinale a alternativa correta.

hidráulicos e pode comprometer a vida útil do equipamento. É um fenômeno muito comum em sistemas de bombeamentos com bombas hidráulicas. O NPSH (Net Positive Suction Head ou Carga Positiva de Sucção Líquida) é um parâmetro crucial que mede a energia de pressão disponível no líquido na entrada de uma bomba, acima da sua pressão de vapor, para evitar a cavitação. Existem dois tipos: NPSH Disponível (NPSHd), que é uma característica do sistema hidráulico, e NPSH Requerido (NPSHr), fornecido pelo fabricante da bomba. Para um funcionamento seguro e eficiente, o NPSHd do sistema deve ser sempre maior que o NPSHr da bomba.

Sobre os itens a seguir é correto afirmar: 

I - A cavitação é um fenômeno que ocorre em regiões de alta pressão e que quanto maior a pressão do fluido maior a possibilidade de ocorrer à cavitação.

II - Se o NPSHr for maior que o NPSHd, há um risco de cavitação.

III - O NPSHr sempre deve ser maior do que o NPSHd a fim de evitar a cavitação.

IV - O NPSHd está relacionado com a altura de sucção e com as perdas de carga na sucção, este deve ser maior que o NPSHr, que está relacionado ao equipamento.

Sobre as afirmações anteriores, é correto o que se afirma em:  

A cavitação é um fenômeno hidrodinâmico que pode ocorrer em sistemas de bombeamento e que pode levar a danos e falhas nos equipamentos, além de levar a prejuízos no processo operacional devido às falhas. Avalie os itens a seguir entre verdadeiro e falso, marcando á alternativa com a seqüência correta.

( ) É um fenômeno que ocorre quando a pressão devido à elevada velocidade de escoamento é menor que a pressão de vapor do líquido.

( ) As bolhas formadas no fenômeno de cavitação aumentam a resistência local à corrosão.

( ) As bolhas formadas no interior do líquido que colapsam quando a pressão diminui. O colapso dessas bolhas absorve energia e pode causar danos.

( ) É essencialmente a vaporização de um líquido que ocorre quando a pressão local cai abaixo da pressão de vapor do líquido, resultando na formação de bolhas.

O laboratório é um ambiente construído exclusivamente para a realização de procedimentos experimentais, análises químicas, físico-químicas, bioquímicas, dentre outras. É imprescindível que esse local seja seguro para assim garantir a segurança dos profissionais que nele trabalham. Com relação à segurança em um laboratório, assinale a alternativa CORRETA:

Durante o desenvolvimento do preparo de uma solução no laboratório de controle de qualidade, o seu supervisor orientou a preparação de uma solução com concentração de 3mol/L, a partir de ácido sulfúrico concentrado, para a realização de algumas análises físico- -químicas.

Avalie as seguintes orientações dadas pelo supervisor aos seus colaboradores:

I – Transferir cuidadosamente o volume pipetado de ácido concentrado na água.

II – Realizar a diluição do ácido concentrado em água, com resfriamento simultâneo, uma vez que está reação é endotérmica e este procedimento irá facilitar a dissipação de calor.

III – Pipetar diretamente no frasco de ácido concentrado e transferir o volume para o balão volumétrico adicionando água.

IV – Realizar o preparo da solução na bancada do laboratório, utilizando luvas, óculos de segurança e avental.

São corretas as afirmações:

Os processos de corrosão são considerados reações químicas que ocorrem geralmente na superfície de separação entre o metal e o meio corrosivo. A corrosão também é entendida como um modo de destruição do metal, progredindo através da superfície. A respeito do tema, assinale a alternativa correta, após analisar as informações abaixo:

I. No processo de corrosão, o metal age como redutor, cedendo elétrons que são recebidos por uma substância, o oxidante, existente no meio corrosivo.
II. No estudo dos processos corrosivos deve ser considerado o material metálico, sua composição química, presença de impurezas, estado da superfície, forma, união de materiais (solda, rebites, etc) e contato com outros metais.
III. Uma alternativa econômica é a correção do meio corrosivo para a instalação de material metálico mediante no ajuste do pH, na temperatura ambiente, melhoria no teor de oxigênio e controle da pressão atmosférica.
IV. Condições operacionais como solicitações mecânicas, movimento relativo entre material metálico e meio, condições de imersão no meio (total ou parcial) e operação contínua ou intermitente são relevantes no estudo dos processos corrosivos.

Estão corretas as alternativas:  

O escalonamento exige preservar fenótipo e produtividade frente a geometrias distintas, mantendo critério de semelhança (p.ex., kLa, P/V, Re) e evitando gradientes que afetem taxas específicas. À luz de Stanbury, Whitaker & Hall, 2017; Nielsen & Villadsen, 2013, qual assertiva é correta?