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

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Q2329332 Engenharia Química e Química Industrial
Com os dados de pressão e temperatura em determinada condição termodinâmica, o volume específico de um determinado gás é obtido através da modelagem escolhida para a equação de estado. Se a modelagem for a de gás perfeito, o volume específico obtido seria igual a 0,012 m3 /kg. Porém, se a modelagem for a do fator de compressibilidade, Z, então o valor de 0,006 m3 /kg é encontrado.
Com base nessas informações, verifica-se o seguinte:
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Q2329330 Engenharia Química e Química Industrial
Um calorímetro de combustão acoplado à análise cromatográfica permite estimar a composição de saída dos gases. No calorímetro ocorre combustão total formando H2 O e CO2 segundo a estequiometria.


Cx Hy + y (x + y/4)  O2 → x CO2 + y/2 H2 O

Admita a composição molar do combustível Cx Hy em que a razão y/x = 2

Se for empregado O2 com 100% de excesso, então, a razão molar N2 /CO2 esperada na análise do gás de exaustão é, aproximadamente, de 


Dado N2 /O2 no ar ≈ 3,7 

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Q2329328 Engenharia Química e Química Industrial

Associe as características de sistemas fluidos aos processos.


CARACTERÍSTICA 


I – redução da concentração molar das espécies

II – aumento da concentração mássica das espécies

III – constância aproximada da fração volumétrica das espécies

IV – aproximação da composição da espécie não volátil na fase gás pela sua pressão de vapor



PROCESSO



P – compressão de gás

Q – bombeamento de um líquido

R – transporte de um combustível por caminhões

S – escoamento de um gás ao longo de um tubo isotérmico

T – armazenamento de um combustível em reservatórios de teto fixo com controle de pressão


As associações corretas são: 


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Q2329326 Engenharia Química e Química Industrial
Considere os cilindros de gases A, B e C com a condição inicial (composições molares) apresentada na Tabela abaixo. Os seguintes procedimentos são executados em sequência:

• O cilindro A recebe matéria do cilindro B até que o cilindro A atinja 5 atm de pressão. • O cilindro A recebe então matéria do cilindro C até que o cilindro A atinja 10 atm de pressão.


Imagem associada para resolução da questão


A fração molar de H2 S no cilindro A ao final dos procedimentos é, aproximadamente,
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Q2329321 Engenharia Química e Química Industrial
Um poço de gás associado (óleo + gás) produz aproximadamente:

• 700 m3 /dia de óleo (medidos na condição de 300 K) • 12.000 m3 /dia de gás natural (medidos na condição de 300 K, 1 atm)

Considerando-se uma condição de escoamento de 360 K e 15 atm e densidade do líquido constante, a vazão volumétrica total (gás + líquido), em m3 /dia, é, aproximadamente,
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Q2329319 Engenharia Química e Química Industrial

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



Imagem associada para resolução da questão




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

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Q2329317 Engenharia Química e Química Industrial

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



Imagem associada para resolução da questão



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

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


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Q2329316 Engenharia Química e Química Industrial

Considere as três relações de Maxwell propostas abaixo.



Imagem associada para resolução da questão



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

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Q2329315 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q2329314 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q2329313 Engenharia Química e Química Industrial
O engenheiro responsável de uma refinaria de petróleo está projetando uma coluna de destilação para separar uma mistura de hidrocarbonetos em diferentes frações, incluindo gasolina, querosene e óleo diesel. Diante disso, é necessário determinar o número de unidades de transferência para alcançar a separação desejada.
Considerando-se que a coluna de destilação possui 20 estágios teóricos e o número de unidades de transferência é 2, a altura equivalente ao estágio teórico é
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Q2329311 Engenharia Química e Química Industrial
O processo de uma indústria química separa uma mistura binária de etanol e água, usando uma coluna de destilação para a produção de uma corrente de etanol com uma pureza mínima de 95%.
Admitindo-se o processo acima descrito, o Método McCabe-Thiele é 
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Q2329310 Engenharia Química e Química Industrial
Uma coluna de destilação separa uma mistura binária de etanol e água, para a produção de uma corrente de etanol puro.
Quanto ao refluxo mínimo e ao refluxo total, observa-se que o refluxo
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Q2329309 Engenharia Química e Química Industrial
Em uma fábrica de produtos químicos, opera-se um processo de destilação binária multiestágios para separar uma mistura de acetona, componente I, e água, componente II, com o objetivo de produzir uma corrente de acetona pura.
Considerando-se a destilação binária multiestágios, verifica-se que a(o)
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Q2329307 Engenharia Química e Química Industrial
Uma indústria química produz um produto que requer a separação de um componente solúvel, componente I, em uma corrente líquida utilizando um solvente, componente II.
O fator que influencia diretamente a eficiência da extração líquido-líquido é a
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Q2329306 Engenharia Química e Química Industrial
O engenheiro responsável de uma fábrica de produtos químicos precisa separar uma mistura azeotrópica de etanol e água para obter etanol de alta pureza, para isso, ele decide usar a destilação azeotrópica.
Considerando-se esse tipo de destilação, conclui-se que a destilação azeotrópica é um processo que
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Q2329305 Engenharia Química e Química Industrial
Em uma refinaria de petróleo separa-se uma mistura multicomponente de hidrocarbonetos em diferentes frações, incluindo gasolina, querosene, óleo diesel e resíduo.
O princípio fundamental na destilação multicomponentes para alcançar a separação descrita acima é a(o)
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Q2329303 Engenharia Química e Química Industrial
Em uma planta industrial está sendo projetado um sistema de trocadores de calor para resfriar um fluido quente a 180°C antes de descarregá-lo no ambiente. O engenheiro responsável tem a opção de escolher entre dois tipos de trocadores de calor: um trocador de calor de casco e tubos e um trocador de calor de placas.
Sobre os limites termodinâmicos desses dois tipos de trocadores de calor, constata-se que o trocador de calor de
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Q2329302 Engenharia Química e Química Industrial
Em uma refinaria de petróleo, realiza-se uma destilação do tipo flash para separar uma corrente de alimentação em frações de gasolina, querosene e óleo diesel. Durante esse processo, a corrente de alimentação é aquecida e liberada em um tanque, onde ocorre a separação em vapor e líquido.
Nesse processo de destilação, constata-se que a(o)
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Q2329301 Engenharia Química e Química Industrial
Em uma unidade de destilação fracionada é realizada a separação de uma mistura líquida de etanol e água. Quando a mistura é aquecida e vaporizada, a composição do vapor é diferente da composição do líquido.
Considerando-se os pontos de bolha e de orvalho na destilação, verifica-se que o ponto
Alternativas
Respostas
121: B
122: C
123: A
124: B
125: B
126: E
127: B
128: C
129: C
130: D
131: D
132: B
133: B
134: E
135: C
136: C
137: D
138: D
139: E
140: E