Questões de Concurso

Caldeiras de vapor são essencialmente recipientes pressurizados nos quais a água é introduzida e pela aplicação contínua de energia é evaporada. A água evaporada é chamada de vapor, consistindo um dos fluidos de trabalho mais empregados na indústria. Para se individualizar o estado termodinâmico do vapor úmido e conhecer a relação entre a quantidade de vapor e de líquido na mistura, define-se uma grandeza denominada:

Cavitação é um fenômeno físico de vaporização de um líquido, que consiste na formação de bolhas de vapor pela redução da pressão durante seu movimento, levando à redução do desempenho das bombas. Visando evitar a cavitação em bombas, é correto afirmar que o valor de NPSH:

O reator químico, lugar onde se formam os produtos a partir da matéria-prima, é o coração da indústria química. A escolha apropriada do reator pode influenciar a qualidade do produto e, portanto, a economia de todo o processo. Sendo assim, pode-se afirmar que os reatores:

Fluidos não newtonianos são aqueles cuja tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional à taxa de deformação. Um exemplo de fluido não newtoniano são os fluidos de perfuração de poços de petróleo. Esse tipo de fluido apresenta uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação, a partir do momento em que se atinge uma tensão de cisalhamento inicial. Esse comportamento é característico dos fluidos:

Em uma indústria, se faz necessário o transporte de um fluido entre dois tanques, que estão separados por uma altura de 10 m. Para que essa operação seja realizada, é necessária uma bomba, cuja curva característica é H = H₀ – aQ² , em que Q é vazão volumétrica de líquido em metros cúbicos por segundo; H é a carga correspondente em metros de coluna de líquido; H₀ =100m e a = 10⁵s²/m⁵. Desconsiderando os efeitos de perdas de carga na tubulação que conecta os tanques e tendo em vista que a tubulação tem diâmetro constante, a vazão volumétrica é de :

O fluxo de calor que atravessa uma parede de concreto, com dimensões de 2,0 m de altura por 2,0 m de largura, 5,0 cm de espessura, condutividade térmica 0,8 w/ m.K, com temperatura interna de 150 ºC e externa de 30 ºC, é de

Um fluxo de ar na condição padrão (P = 101 kPa, T = 15°C) entra em um compressor a 75 m/s, conforme apresentado na figura abaixo. O ar sai do compressor com uma velocidade de 125 m/s, à pressão e temperatura absolutas de 200 kPa e 345 ºK, respectivamente. A vazão em massa é de 1 kg/s. A água de refrigeração que circula em volta da carcaça do compressor remove 18 kJ/kg de ar.

Sendo que: o regime é permanente; somente o trabalho do eixo está presente; o ar se comporta como gás ideal e as variações no parâmetro z são desprezíveis.

Dados:

c_p = 1 KJ/Kg.K; entalpia: h = u + pv conservação da massa: conservação de energia:

Onde é o calor do sistema, Ẇ_eixo o trabalho realizado pelo eixo, Ẇ_cisalhamento o trabalho realizado por tensões cisalhantes, Ẇ_outros o trabalho realizado por outros meios, u a energia interna, p a pressão no fluido, o volume do fluido, g a gravidade, z a altura do fluido, v a velocidade do fluido h a entalpia do fluido,T temperatura do fluido, c_p a capacidade térmica. A potência requerida pelo compressor é de:

A figura abaixo representa uma caixa aberta e com um orifício em sua base. Essa caixa contém água até a altura h no seu interior. O regime é permanente, o escoamento incompressível, a fricção ao longo das seções retas da caixa é desprezível e não há equipamentos para bombeamento do fluido. Considerando que:
Equação de Bernoulli:

Fricção pela contração na saída da caixa:

Onde P é a pressão nos pontos 1 e 2, g a gravidade, z a altura nos pontos 1 e 2, V a velocidade do fluido nos pontos 1 e 2, Ẇ o trabalho realizado no fluido, ṁ a vazão em massa do fluido, ρ a densidade, uma expressão que relaciona a velocidade e de vazamento de uma caixa com a altura de água é:

É necessário transportar água, com uma vazão de 0,25 L/s, em um tubo cilíndrico de ferro galvanizado com 1,27 cm de diâmetro e 6 m de comprimento disposto horizontalmente, em regime permanente. Considerando que:
ρ = 1000 kg/m³; μ = 1 kg/m.s; ε = 0,15 mm; equação de Bernoulli simplificada:

fator de fricção:

número de Reynolds:

Onde Pé a pressão nos pontos 1 e 2, D o diâmetro do tubo, L o comprimento do tubo, ρ a densidade, μ a viscosidade do fluido, ε a rugosidade do tubo, f o fator de fricção e a velocidade média do fluido no interior do tubo, a queda de pressão ao longo do tubo pode ser estimada em:

A água (ρ = 1000 kg/m³) escoa de modo permanente através do dispositivo abaixo. As áreas são: A₁ = 0,2 m², A₂ = 0,5 m² e A₃ = A₄ = 0,4 m².  A vazão em massa através da área 3 é dada como 0,4 kg/s. A vazão em volume entrando pela área 4 é de 0,1 m³/s, e a velocidade da água na área 1 é de . O escoamento é permanente e incompressível e as propriedades do fluido são uniformes em cada seção em que este cruza as fronteiras do Volume de Controle. Sabe-se que o princípio de conservação de massa para um dado Volume de Controle é representado por:


Sabendo que Ɐ é o volume do fluido no Volume de Controle e t é tempo, a vazão mássica que passa pela área 2 é de: 

Um tanque, operando em estado estacionário, é alimentado com uma mistura de benzeno (B) e tolueno (T) numa vazão de 500 kg/h, sendo 50% de benzeno em massa. Essa mistura é separada em duas frações por destilação, conforme apresentado na figura a seguir, de modo que a vazão de benzeno na saída superior do tanque seja 200 kg/h, enquanto a saída de tolueno na parte inferior seja de 225 kg/h.


A vazão desconhecida (m₁ e m₂) dos componentes nas saídas do tanque, que pode ser calculada utilizando o balanço de massa sobre as espécies, é:

Uma seção de cano de água redutora tem um diâmetro de entrada de 50 mm e um diâmetro de saída de 30 mm. Se a velocidade de entrada constante (em média na área de entrada) é 2,7 m / s, a velocidade de saída é:

Na estrada, um caminhão carregando ácido sulfúrico bate com outro caminhão e, no acidente, derramam-se 10 m³  de ácido concentrado (pureza de 97% em massa de H₂SO₄ e densidade de 1,83 g/cm³ ). Para neutralizar o ácido que foi derramado, pode-se, por exemplo, lançar na área atingida um minério rico em carbonato de cálcio (CaCO₃), como o calcário. A equação química que representa a neutralização do H₂SO₄ por CaCO₃, é:
H₂SO₄+ CaCO₃ → CaSO₄ + H₂O + CO₂

Sabendo que cada caminhão é capaz de transportar até 7,1 toneladas de calcário e que o calcário tem 85% de CaCO₃ , a quantidade aproximada de caminhões necessária para carregar o material neutralizante é:  (Dados de P.M de S:32; Ca:40; C:12; O:16, H:1)

Considerar o seguinte problema para resolução da questão.

Em uma indústria de processamento de alimentos, o vinagre (a densidade do vinagre é 1080 kg / m³) é bombeado do porão para um tanque superior a uma altura de 7 m, com uma vazão de 700 L / min. Desconsiderando o atrito e outras perdas, torna-se possível determinar alguns valores.

Se durante 2 minutos de operação o trabalho realizado é de 30 kNm, a potência necessária no equipamento será de:

Considerar o seguinte problema para resolução da questão.

Em uma indústria de processamento de alimentos, o vinagre (a densidade do vinagre é 1080 kg / m³) é bombeado do porão para um tanque superior a uma altura de 7 m, com uma vazão de 700 L / min. Desconsiderando o atrito e outras perdas, torna-se possível determinar alguns valores.

O trabalho realizado por minuto é:

As máquinas térmicas são dispositivos criados pelo homem para transformar o calor, produzido a partir de uma fonte quente, em energia mecânica utilizável, ou seja, geram trabalho (W). Essas máquinas utilizam a energia do vapor d’água ou da mistura gasosa produzida pela combustão de certos materiais combustíveis ou a energia térmica de outras fontes, gerando um regime contínuo de trabalho (W) mecânico. Apesar dos diferentes tipos de máquinas térmicas, elas obedecem às seguintes características, EXCETO:

No queimador industrial de uma determinada empresa, ocorre a seguinte reação química, não balanceada:
C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
Considerando a combustão completa do hidrocarboneto C₃H₈, com uma corrente contendo 440 kg/h de C₃H₈. Além disso, essa corrente é colocada em contato com uma corrente de ar. Admite-se que a percentagem mássica de gás oxigênio no ar é 20%, e que os demais componentes do ar não participam da reação de combustão. Dados: MM_C3H8 = 44 g/mol; MM_O2 = 32 g/mol. Assinale a alternativa correta.

Uma indústria projetou um tanque com orifício na base para que a água coletada possa escoar para outro reservatório. Se considerarmos que o tanque está aberto e cheio de água, podemos determinar a velocidade com que a água flui pelo orifício. Dados: g = 10 m/s² .

Assinale a alternativa que expressa a velocidade com que a água flui pelo orifício.

Um mol de oxigênio contido em um cilindro provido de um pistão sem peso e sem atrito é aquecido de 25°C a 100ºC sob a pressão constante de 1 atm:
O₂ (g, 1 atm, 25°C) = O₂ (g, 1 atm, 100°C)
Considere a capacidade térmica média do oxigênio entre essas temperaturas igual a 0,92 kJ∙kg∙K^-1. Além disso, admita o comportamento ideal para o oxigênio. Dado: R =8,314 J∙K-1∙mol^-1 . Assinale a alternativa correta.

Geralmente, no verão é bem comum fazer dias de muito calor. Portanto, se um automóvel permanecer no sol com suas janelas fechadas, por 20 minutos, irá aquecer muito o seu interior. Vamos considerar que passe uma quantidade de calor através das janelas do automóvel de 240 kcal. Qual será o fluxo de calor através das janelas do automóvel nas condições mencionadas?