Questões de Concurso Comentadas por alunos sobre termodinâmica e equilíbrio de fases em engenharia química e química industrial

A droga cocaína pode ser consumida em diferentes formas de apresentação, dependendo principalmente se a substância se encontra na forma de sal ou base livre e das características físicoquímicas com que ela é comercializada (pedra, pó, pasta; oxidada, adulterada, diluída).

(Fonte: BRUNI, Aline Thais. et al. Fundamentos de Quimica Forense. 2 ed Campinas, SP: Ed. Millenium, 2019.

Abaixo temos a conversão química entre cocaína base livre e o sal de cocaína.

Diante do exposto e considerando sistema em equilíbrio e processo direto com liberação de energia a pressão constante sob forma de calor, assinale a alternativa correta.

A 1ª Lei da Termodinâmica diz que a energia não pode ser criada ou destruída, mas apenas processos de transformação de energia.
Para um sistema fechado em repouso, isso se resume

dU = dQ + dW,

onde, U é energia interna; Q, calor, e W, trabalho. Outra função termodinâmica é a entalpia, H, que está corretamente definida na opção

Uma placa plana vertical, de espessura L, deve separar dois ambientes. A face esquerda dessa placa está exposta a um ambiente evacuado. A temperatura dessa face é T_Q. A face direita da placa está exposta a um ambiente convecção que está à temperatura Tinf e com coeficiente de troca de calor por convecção igual a h. O número de Biot é definido por h L / k, onde k é a condutividade térmica do material da placa. O regime é permanente, e as propriedades não variam com a temperatura.
Com essas informações, constata-se o seguinte:

Um trocador de calor deve ser usado para aquecer água, que está inicialmente a 35 ºC. A temperatura de saída dessa corrente, de capacidade térmica = 3,6 kJ/K.s, deve ser calculada. O óleo, que será utilizado como fluido de aquecimento, entra a 180 ºC, e sai a 75 ºC, e sua capacidade térmica é 3,6 kJ/K.s
A temperatura desejada, em ºC, vale

Na Figura abaixo, é apresentado o diagrama de um sistema binário A-B, em que um líquido se solidifica em duas fases durante o resfriamento. 




Considere esse diagrama e admita que uma liga contendo 60% molar de B foi preparada pela mistura de proporções apropriadas de A e B no estado líquido. Essa liga foi resfriada lentamente, buscando alcançar a solidificação de equilíbrio.

A primeira fase precipitada e a sua quantidade são, respectivamente,