Questões de Concurso
Sobre termodinâmica e equilíbrio de fases em engenharia química e química industrial
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Um mol de um gás ideal com capacidades caloríficas
constantes (Cp
e Cv
) sofre uma expansão isentrópica de
um estado inicial a uma temperatura T1
e uma pressão
P1
a um estado final, a uma temperatura T2
e uma pressão P2
. Se a razão for igual a ϒ, então, a razão P1/P2 será igual a
Se, para esse processo, as variações de entalpia e entropia específicas forem representadas por (ΔH) e (ΔS), respectivamente, então,
respectivamente, energia interna, entropia e volume molares, e as variáveis T e P são, respectivamente, temperatura e pressão.
A relação de Maxwell obtida a partir da equação acima é

Uma mistura formada pelos componentes A e B se encontra à pressão de 120 kPa. No aquecimento dessa mistura, na pressão especificada, é formada a primeira bolha na temperatura de 100 °C. Dadas as respectivas curvas da pressão de vapor dos componentes A e B, presentes na figura acima, a composição aproximada da fase líquida e a da fase vapor em relação ao componente A, na temperatura de 100 °C, são, respectivamente,
Uma forma de diminuir a pressão de vapor de amônia é

Considerando que, sob pressões elevadas, os gases deixam de apresentar comportamento ideal, e que a figura acima apresenta as curvas do coeficiente de compressibilidade (Z) para o
em duas temperaturas distintas (T e T’), julgue os itens subsequentes.A temperatura T é superior à temperatura T’.

Com relação ao diagrama ternário do sistema etilenoglicol - água - furfural dado, a vazão mássica em kg/s e as composi- ções mássicas da fase extrato, são, respectivamente,
, lava-se essa mistura, em um único estágio, com água reciclada a 293 K contendo uma quantidade de amoníaco de 0,01 mol
/ mol
O. A composição do
no produto gasoso é 0,032 mol
/ mol ar. Dado: Curva de Equilíbrio do Sistema Amoníaco –
O – Ar a 293 K e 101.325 Pa.
A razão entre a vazão molar do solvente e a vazão molar do ar é
como as capacidades caloríficas molares, de um gás ideal, a pressão constante e volume constante, respectivamente, e (?) como a razão entre estas capacidades caloríficas
. A equação que relaciona a pressão e o volume de um gás ideal em um processo adiabático reversível, quando estas capacidades caloríficas são constantes, é dada por
e a uma pressão
, até um estado final a uma temperatura T e a uma pressão P. Se
são as capacidades caloríficas molares deste gás, a pressão e volume constantes, respectivamente, e se R é a constante universal dos gases, a expressão para o cálculo da variação de entropia (?S) desse processo é• um reservatório quente (fonte quente), onde o fluído absorve uma quantidade de calor
; • um reservatório frio (fonte fria), onde o fluido descarta uma quantidade de calor
. Se a quantidade de trabalho líquido produzida por esse fluído for igual a
, então a eficiência térmica
dessa máquina é dada por
como trabalho de eixo, a equação que expressa a primeira lei da termodinâmica para um processo com escoamento, em estado estacionário, entre uma única entrada e uma única saída, em que as variações de energia cinética e potencial são desprezíveis, é
U + PV e G
H - TS, em que:H = entalpia molar;
G = energia livre de Gibbs molar;
S = entropia molar;
P = pressão;
T = temperatura;
V = volume molar,
para este processo de compressão, conclui-se que
1. de um estado inicial a 100 o C e 1 bar, é comprimido adiabaticamente até 150 o C;
2. em seguida, é resfriado de 150 o C a 100 o C, a pressão constante;
3. finalmente, é expandido isotermicamente até o seu estado original.
Para o ciclo completo, as variações de energia interna (?U) e entalpia (?H) são
e a energia interna específica do gás no interior do tanque, após o enchimento (U), é
Sabe-se que:
• X1 é a fração molar de solvente em solução que cristaliza na temperatura T;
• ΔfH e T0 são, respectivamente, a variação de entalpia e a temperatura de fusão do solvente puro;
• R é a constante universal dos gases que pode ser aproximada por 2 cal/(mol•K);
• a variação de entropia de fusão do benzeno puro é 8 cal/(mol•K);
• a massa molar do benzeno é 78 g/mol;
• a temperatura de fusão do benzeno (T0) é 278,5 K.
A massa molar do soluto, a 278 K, necessária para a cristalização do benzeno a partir de uma solução de 10 g de soluto em 780 g de benzeno, em g/mol, é
