Questões da Prova VUNESP - 2016 - MPE-SP - Analista Técnico Científico - Engenheiro Químico

Uma das maneiras de enunciar a 1ª Lei da Termodinâmica é: “a variação da energia do sistema tem que ser igual à energia transferida através das suas fronteiras com as vizinhanças”. Assim, para um sistema fechado sem reação química, ela pode ser expressa pela equação:

Sendo: ∆U: variação da energia interna (propriedade termodinâmica da substância); ∆Ek e ∆Ep : variações das energias cinética e potencial, respectivamente; Q: calor; W: trabalho que acompanha a variação no volume do sistema.

Aplicando-se a 1ª Lei da Termodinâmica e conhecendo-se as propriedades termodinâmicas da água (Tabela a seguir), pode-se estimar a quantidade de trabalho realizado e o calor necessário para uma massa de 1,0 kg de água líquida a 100 ºC, contida em um cilindro por um êmbolo a uma pressão de 0,7 MPa, que é aquecida lentamente até ocupar todo o volume do cilindro. Neste momento, o sistema é uma mistura de líquido mais vapor. Transfere-se, então, mais calor ao sistema, até a água tornar-se vapor saturado a 180 ºC.

Propriedades Termodinâmicas da Água Saturada

Deseja-se estimar o tempo necessário para filtrar 10 m3 de uma solução em um filtro prensa em escala industrial à pressão constante e igual a 1.106 kgf/m2 . A solução inicial tem concentração conhecida, e a área do filtro é de 10 m2 . Para isso, realizou-se um ensaio em bancada com a mesma solução, e os resultados obtidos estão apresentados no gráfico a seguir. O filtro do experimento possui 0,02 m2 de área, e a pressão durante a filtração foi mantida constante em 50 kgf/cm2