Questões de Concurso Sobre termodinâmica e equilíbrio de fases em engenharia química e química industrial

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Q1090813 Engenharia Química e Química Industrial
Um conjunto cilindro-pistão tem um volume de 0,5 m3 e está suportando uma massa de 10 kg. Transfere-se calor para esse cilindro até que seu volume chegue a 0,7 m3. Sabe-se que o trabalho realizado pelo sistema é de 500 Nm.
Nessas condições, qual a área, em m2, do pistão?
Dado Aceleração da gravidade = 10 m/s2
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Q1090812 Engenharia Química e Química Industrial
O entendimento das Leis Termodinâmicas é de fundamental importância para o projeto de sistemas térmicos e suas diversas aplicações para a indústria de processo.
Tomando como base a Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica, observe as afirmativas a seguir.
I - Para qualquer ciclo percorrido por um sistema, a integral cíclica do calor é proporcional à integral cíclica da energia interna do sistema. II - A energia interna é uma propriedade extensiva e representa a soma às energias cinética e potencial do sistema. III - Uma bomba de calor é um dispositivo que opera segundo um ciclo, que requer trabalho e que realiza o objetivo de transferir calor de um corpo de baixa temperatura para um corpo de alta temperatura.
Está correto APENAS o que afirma em
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Q1090811 Engenharia Química e Química Industrial
Um engenheiro de processamento está analisando um ciclo frigorífico que utiliza freon-12 como fluido de trabalho e decide fazer essa análise adotando a hipótese de que o ciclo seja ideal. É de conhecimento que no ciclo em análise a vazão de circulação do refrigerante é de 0,02 kg/s, enquanto o coeficiente de eficácia do ciclo de refrigeração e o trabalho no compressor são iguais a 3,5 kJ/kg e 30 kJ/kg, respectivamente.
Qual a capacidade, em kW, de refrigeração desse ciclo frigorífico?
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Q1090810 Engenharia Química e Química Industrial
Em um processamento, deve-se elevar a temperatura de 200 kg de etanol de 30°C para 40°C. Sabe-se que a capacidade calorífica específica a pressão constante do etanol é 2,4 J K-1 g-1 .
Nessas condições, a quantidade de calor necessária, em kJ, para esse aquecimento é igual a
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Q1090809 Engenharia Química e Química Industrial
Em um processo, 300 kJ de energia são fornecidos para a expansão isotérmica de um gás ideal.
Nesse processo, o trabalho de expansão realizado pelo gás e a variação de energia interna do gás são, respectivamente, iguais a
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Q1090804 Engenharia Química e Química Industrial
Se a pressão de vapor da água a 30ºC é 4,30 kPa, então, em um ambiente em que a umidade relativa é 60%, a pressão parcial do vapor no ar parcialmente saturado por vapor d’água, em kPa, é igual a
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Q1090803 Engenharia Química e Química Industrial
Em um sistema em equilíbrio, 3 mols de gás nitrogênio encontram-se saturados com 2 mols de vapor d’água a 333 K. Nessa temperatura, a pressão de vapor da água é 20 kPa.
Nesse sistema, a pressão parcial do gás nitrogênio, em kPa, corresponde a
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Q1090802 Engenharia Química e Química Industrial
Dióxido de carbono é armazenado em um recipiente nas seguintes condições-padrão: temperatura 273 K e pressão 100 kPa.
Assumindo que o dióxido de carbono apresente comportamento de gás ideal, sua densidade, em kg m-3, nessas condições, é aproximadamente igual a
Dados Massa molar do dióxido de carbono: 44 g mol-1 Constante universal dos gases ideais: 8,31 Pa m3 mol-1 K-1
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Q1090642 Engenharia Química e Química Industrial

Um técnico precisa austenitizar dois aços ao carbono com (aço A) 0,3% massa de C e (aço B) 0,75% massa de C.

Considerando-se o diagrama de equilíbrio do sistema Fe-C, a melhor temperatura para tratar simultaneamente os dois aços é:

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Q1090398 Engenharia Química e Química Industrial
Uma determinada quantidade de gás hélio foi estudada em laboratório, e as transformações por ele sofridas foram plotadas no gráfico mostrado na Figura abaixo.
Imagem associada para resolução da questão

Considerando-se o hélio um gás ideal, a transformação
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Q1090307 Engenharia Química e Química Industrial
Na análise via diagrama triangular de uma separação líquido-líquido de um soluto, a temperatura e pressão conhecidas, inicialmente se calcula o ponto de mistura M para as correntes conhecidas de alimentação e solvente. Na sequência, considerando-se a linha de amarração que passa por esse ponto e suas intersecções com a curva de solubilidade, as composições das fases líquidas em equilíbrio são calculadas.
Admitindo-se que uma corrente orgânica (30% em massa do soluto e 70% do diluente original), com vazão mássica total F kg/s é misturada com um solvente (puro) à vazão de 0,5 F kg/s, o ponto M tem composição percentual em massa de soluto, diluente original e solvente dadas, aproximadamente, por
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Q1090301 Engenharia Química e Química Industrial
O dióxido de carbono (CO2) é um gás muito utilizado em vários processos industriais, dentre os quais o de produção de bebida alcoólica. Considere-se que o dióxido de carbono é um gás ideal, em repouso, com uma temperatura de 127 oC, e pressão a 1000 kPa e sofre uma aceleração isentrópica, atingindo um número de Mach de 0,5. A temperatura, em Kelvin, após a aceleração, é de, aproximadamente:
Dado Calor específico de gás ideal k* = 1,25 para uma temperatura de 400 K
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Q1090300 Engenharia Química e Química Industrial
No diagrama de fase PT apresentado abaixo, o estado físico de uma substância pode mudar apenas alterando o valor de uma variável e permanecendo a outra variável constante.
Imagem associada para resolução da questão

Nesse contexto, em referência ao diagrama, a passagem de
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Q1090297 Engenharia Química e Química Industrial
As propriedades termodinâmicas são estudadas por vários pesquisadores em todo o mundo. Em parte desses estudos estão as relações de Gibbs, dentre as quais uma é baseada na função de Helmholtz, apresentada abaixo.
da = –sdT – Pdv
Utilizando-se as relações de Maxwell e a equação de estado do gás ideal (PV = RT), a relação (∂s/∂v)T para um gás ideal é
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Q1090294 Engenharia Química e Química Industrial
Uma mistura gasosa de hidrocarbonetos é formada por 0,4 mol de CH4, 0,7 mol de C2H6 e 0,9 mol de C3H8 . Essa mistura se encontra em um reservatório sob pressão total de 200 kPa.
A pressão parcial de CH4 nessa mistura é igual a
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Q1090292 Engenharia Química e Química Industrial
Uma amostra de N2 é mantida no estado líquido a 60 K. Ao ser posta sob Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), a amostra passou ao estado gasoso e ocupou o volume de 0,112 m3. Considere que o gás formado tenha comportamento ideal e que, nas CNTP, o volume molar de um gás ideal é 2,24 x 10-2 m3 mol-1.
A massa da amostra, em gramas, de N2 líquido que evaporou é igual a
Dado Massa molar do N2 : 28 g mol-1
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Q1090291 Engenharia Química e Química Industrial
Um sistema formado por CO2 saturado com vapor d’água apresenta pressão total de 100 kPa a 363 K. Nessa temperatura, a pressão de vapor da água é 70 kPa.
A fração molar do CO2 na mistura é igual a
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Q1090289 Engenharia Química e Química Industrial
Em um sistema mantido a 300 K, 4 g de H2 se expandem isotermicamente e reversivelmente de 5 para 10 L.
Assumindo-se o comportamento de gás ideal para o H2, o trabalho de expansão realizado por esse gás, em kJ, é igual a
Dado Constante dos gases: 8,31 J mol-1 K-1 ln 2 = 0,69 Massa molar H2 : 2 g mol-1
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Q1090283 Engenharia Química e Química Industrial
Um engenheiro de processamento está analisando um ciclo frigorífico que utiliza freon-12 como fluido de trabalho e decide fazer essa análise adotando a hipótese de que o ciclo seja ideal. É de conhecimento que esse ciclo tem capacidade de refrigeração de 4 kW, ao passo que o coeficiente de eficácia e o trabalho no compressor são iguais a 4 kJ/kg e 20 kJ/kg, respectivamente.
Qual é a vazão de refrigeração nesse ciclo frigorífico?
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Q1090277 Engenharia Química e Química Industrial
O Primeiro Princípio da Termodinâmica, princípio da conservação da energia, relaciona a variação de energia interna de um sistema com o calor e trabalho. Um gás está contido num cilindro com êmbolo móvel, a uma pressão de 6,0.104 N/m2. São fornecidos ao sistema 10 kJ de calor à pressão constante, e o volume do gás sofre uma expansão de 50 L.
O trabalho realizado e a variação de energia interna nessa transformação em Joule, são, respectivamente,
Dado 1 Pa = 1 N m-2
Alternativas
Respostas
241: C
242: C
243: B
244: B
245: A
246: B
247: C
248: D
249: A
250: D
251: A
252: E
253: C
254: B
255: B
256: A
257: B
258: A
259: E
260: C