Questões de Engenharia Química e Química Industrial - Termodinâmica e Equilíbrio de Fases para Concurso

Considere o reator de reforma de metano, em fase gasosa, ilustrado na Figura. 

Nesse processo, são admitidas as seguintes reações principais:

CH₄ + H₂ O ⇌ CO + 3 . H₂

CH₄ + 2H₂ O ⇌ CO₂ + 4H₂

Sabe-se que a mistura reacional é dividida em diversos reatores menores (tubos reacionais). Como as reações de reforma são endotérmicas, há necessidade de aquecimento, o que é feito pela queima de combustível (geralmente o próprio metano) no forno que envolve os tubos reacionais.

Na condição representada na Figura, a mistura reacional entra a 500ºC e 15 atm e sai a cerca de 890ºC.

Nessas condições, conclui-se que

Seja a equação de estado de Van der Waals para um gás não ideal:

onde: P é a pressão; V, o volume; N, o número de moléculas; T, a temperatura; k_B, a constante de Boltzmann; e a e b são constantes.

No Sistema Internacional (SI), as unidades para a e b são, respectivamente,

Considere as três relações de Maxwell propostas abaixo.

É(são) verdadeira(s) APENAS a(s) relação(ões)

Um mole de gás ideal monoatômico sofre um processo de expansão isotérmica, na temperatura T, entre os volumes V₀ e 3V₀ , e o trabalho realizado por esse gás é W₁ . Um mole de outro gás ideal, diatômico, sofre o mesmo processo de expansão isotérmica, na mesma temperatura T, também entre os volumes V₀ e 3V₀ , e, nesse caso, o trabalho realizado será W₂ .
Nesse contexto, o valor W₂ /W₁ é igual a

O engenheiro de processos de uma refinaria de petróleo está projetando uma nova coluna de destilação para separar uma mistura de hidrocarbonetos em diferentes frações, incluindo gasolina, querosene e óleo diesel, e está em dúvida se deve usar pratos ou recheios na coluna.
Para sanar sua dúvida, esse engenheiro deve considerar que