A medida do pH é um controle importante para garantir a qualidade da água e permitir o funcionamento adequado das caldeiras e seus sistemas e tubulações. Portanto, se faz necessária a instalação de um sensor de pH no conjunto gerador de vapor. Com esse objetivo, é correto afirmar que o sensor de pH deve ser instalado 

Os gases fluorocarbonetos e seus derivados (onde pode haver também outros átomos, como hidrogênio ou cloro) foram sintetizados a partir da década de 1930 pelo cientista Thomas Midgely Jr. e logo surpreenderam por sua baixa reatividade química. As ligações entre carbono e flúor são tão fortes, que esses compostos ignoram quase que completamente o ataque químico da maioria das moléculas, só reagindo com aquelas extremamente oxidantes. Essa inércia química, mesmo à quente, associada ao fato de serem inodoros e incolores, fez com que fossem usados como expansores na fabricação de polímeros orgânicos e, também, como gases propulsores de aerossóis. Outra propriedade dos fluorocarbonetos nasce da baixa interação entre as suas próprias moléculas, o que diminui seus pontos de fusão e ebulição quando comparados a moléculas de hidrocarbonetos com estruturas similares. Isso confere a elas excelentes propriedades criogênicas, o que tornou os fluorocarbonetos ideais para serem usados nos motores de refrigeração (nos ciclos de compressão, expansão, evaporação e condensação). Observando a condutividade térmica do gás Tetra-Flúor-Metano (CF₄, nome comercial FREON 14), ele apresenta um valor de 4,06 (Kgás / cal / cm . K . s), tendo sido usado como gás de refrigeradores, material de isolamento térmico em janelas de vidro, propulsor de aerossóis e outras aplicações por décadas. Atualmente ele quase não é mais usado nessas aplicações, tendo sido paulatinamente substituído inicialmente por moléculas de Cloro-Fluor-Carboneto e mais recentemente essas também foram substituídas por algumas moléculas menos eficientes nas características de isolamento e refrigeração, além do que, os novos refrigerantes são muitas vezes inflamáveis, como o Isobutano. Sobre o assunto, é correto afirmar que o CF₄ perdeu seu lugar de destaque tanto na refrigeração como no isolamento térmico porque 

O pH adequado para operação da caldeira fica nas faixas ligeiramente alcalinas. Isso faz com que haja maior controle contra a corrosão, pois o pH alcalino faz surgir uma película de óxido nas superfícies dos tubos e da caldeira, o que protege o metal base da corrosão. O controle do pH envolve a dosagem de hidróxido de sódio (proteção contra a corrosão) e sais de fosfato de sódio (proteção contra incrustações). As quantidades de reposição são cuidadosamente controladas a partir de análises frequentes. Essas análises e reposições de insumos, formam a base da operação saudável de uma caldeira. Existe uma norma dedicada ao controle e manutenção de caldeiras e equipamentos correlacionados: NR 13 (Norma Regulamentadora de Segurança e Saúde no Trabalho em Caldeiras, Vasos de Pressão, Tubulações e Tanques Metálicos de Armazenamento). Muitas caldeiras têm problemas em sua operação ou mesmo tem sua vida útil reduzida por conta da superdosagem de produtos. Isso acontece quando não são feitas as análises frequentes e se completa a dosagem de insumos de maneira não calculada. Por exemplo, o excesso de sais solúveis (fosfatos, mantidos entre 30 e 50 ppm) cria altas forças iônicas, que podem forçar a alguns sais a se cristalizarem nas paredes internas da caldeira ou da tubulação, reforçando os problemas de incrustações. Também pode haver corrosão salina, corroendo as superfícies metálicas internas. Essa corrosão pode ser agravada pelas altas temperaturas e pressões de trabalho. O alcalinizante deve estar dosificado entre 200 ppm (para evitar corrosão ácida) e 700 ppm, para evitar problemas. Assim, a respeito dos principais problemas que podem vir dessa superdosagem de alcalinizante na caldeira pode-se citar que pode causar
I. espumação na caldeira.
II. fragilização da superfície e de aço.
III. formação de depósitos de limo cáustico que diminuem a eficiência térmica do sistema.
É correto o que se afirma em 

A cidade de Santos tem temperaturas médias oscilando entre 19 °C e 25 °C ao longo do ano. Durante os meses de verão, entre janeiro e março, as temperaturas máximas podem atingir os 35 °C nas horas mais quentes do dia, assim como as mínimas podem ficar ao redor dos 15 °C nos meses de Inverno. Assim, os projetos das edificações na região devem ser consequentes com a estabilidade e com o conforto térmico oferecido aos ocupantes desses espaços. Por conta disso, a maioria dos projetos contemporâneos prevê o uso de vedação térmica de portas e janelas e, também, do uso de ar-condicionado climatizado em temperaturas ao redor de 23 °C. Tal vedação térmica é fundamental para o funcionamento contínuo e custo-efetivo dos sistemas do ar-condicionado. No caso das janelas, o controle térmico depende de duas estratégias, normalmente combinadas: 
• O uso de películas de polímeros aplicadas às placas de vidro, capazes de deixar passar a luz visível e bloqueando a travessia de radiação infravermelha. Isso reduz a perda do calor interno para o ambiente nos dias frios e minimiza a entrada de radiação de calor nos dias quentes.
• Outra solução para o isolamento, comumente adotada em países de primeiro mundo, é o uso de placas de vidro duplas, sendo o espaço entre elas preenchido com gases especiais.
• Uma empresa fornecedora de vidros duplos de performance técnica ofereceu as seguintes alternativas de gases disponíveis entre as placas com suas respectivas condutividades térmicas, medidas em Kgás / cal / cm · K · s: 
                                                    
Considere que a única diferença física entre esses conjuntos de vidro duplo é o gás entre as placas e que: 

K_Gás = Qd / AΔT  
Onde:
K_Gás = Condutividade térmica do gás ou da mistura gasosa;  
Q = Quantidade de calor transferido;
d = Distância entre dois planos isotérmicos; 
A = Área da superfície;
ΔT = Diferença de Temperatura entre as camadas interna e externa.

Considerando que as diferenças de preço são irrelevantes, assinale a alternativa que apresenta a opção de gás de preenchimento do “sanduíche” de vidro que seria a escolha técnica capaz de garantir o melhor isolamento térmico das janelas com vidros duplos para um projeto no litoral paulista.

Além da contribuição da temperatura, outros fatores influenciam a velocidade com a qual uma reação se desenvolve. Entre eles pode-se citar a concentração dos reagentes, pois com o aumento da concentração dos reagentes, o número de choques efetivos entre as suas moléculas se multiplica e cresce a velocidade da reação; a superfície de contato, pois quanto maior a superfície de contato, maior a velocidade da reação; os catalisadores, pois são substâncias químicas capazes de acelerar determinadas reações, sem serem consumidas durante o processo. Os catalizadores, normalmente, atuam adsorvendo moléculas reagentes, posicionando as mesmas de maneira a facilitar a colisão produtiva nas reações. Podem também formar complexos intermediários, capazes de facilitar os mecanismos de reação ou mesmo reduzir a energia de ativação para que a reação ocorra de maneira espontânea a partir desse novo patamar energético. Os catalisadores, reduzem a energia necessária para atingir o estado de transição de uma reação, permitindo que mais moléculas possam atingir esse estado ativado sem ter de fornecer mais energia ao sistema. A partir desse ponto, a reação seguirá seu caminho até o ponto de equilíbrio. Assim, é correto afirmar que

Os serviços públicos de abastecimento de água devem fornecer a água sempre saudável e de boa qualidade. Um tratamento convencional da água é composto das seguintes operações unitárias, EXCETO: 

Diversos processos industriais liberam na atmosfera grandes quantidades de sólidos particulados e gases tóxicos.

No que refere a métodos que podem ser utilizados no controle das emissões atmosféricas, analise as afirmativas a seguir.

I. Uma das formas de remoção de partículas sólidas presentes em uma corrente gasosa é por meio do uso de filtros, como os filtros manga, por exemplo.

II. Coletores centrífugos, como os ciclones, podem ser utilizados para a remoção de partículas sólidas presentes em uma corrente gasosa.

III. Para a remoção de gases tóxicos de uma corrente gasosa, como o trióxido de enxofre e o sulfeto de hidrogênio, é possível utilizar um processo de absorção.

IV. Caso uma corrente gasosa contenha vapores combustíveis, esses vapores podem ser removidos, utilizando-se um processo de destilação.

Estão corretas as afirmativas

Sobre os métodos de análise instrumental, assinale a alternativa correta.

Para determinar o número de estágios necessários de uma coluna de destilação, de maneira simplificada, pode-se utilizar o diagrama de McCabe-Thiele, como o apresentado a seguir.
Fonte: Próprio autor
Nesse diagrama, está representada a separação dos componentes A e B em uma coluna de retificação contínua com condensação total, sendo A o componente mais volátil. No diagrama:

- x_D é a composição molar do componente A no produto de topo; - x_W é a composição molar do componente A no produto de fundo; e - z_F é a composição molar do componente A na alimentação da coluna.
Sobre o sistema representado, analise as afirmativas a seguir.
I. Para esse sistema, a alimentação entra como líquido saturado. II. Considerando uma eficiência de Murphree de 0,2, seriam necessários 25 estágios reais. III. O destilado deixa o sistema na forma de vapor. IV. Aumentar a razão de refluxo aumenta a força-motriz da separação, o que pode reduzir o número de estágios teóricos.
Estão corretas as afirmativas

Sobre o fenômeno de cavitação em bombas durante o bombeamento de líquidos, analise as afirmativas a seguir e a relação entre elas.

I. O fenômeno de cavitação ocorre quando o NPSH_requerido se torna maior que o NPSH_disponível

PORQUE

II. nessa situação, a pressão local dentro da bomba se torna menor que a pressão de vapor do líquido que está sendo bombeado.

A respeito da relação entre essas afirmativas, assinale a alternativa correta.

A equação de Bernoulli é uma forma simplificada de representar o balanço de energia para um sistema em escoamento, em que são consideradas somente as energias de pressão, cinética e potencial gravitacional.

P: pressão

ρ: densidade do fluido

u: velocidade linear do fluido

g: aceleração da gravidade

z: altura do ponto em questão

ÇENGEL, Yunus A.; CIMBALA, John M. Mecânica dos fluidos. 3. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015.

Um dos possíveis usos da equação de Bernoulli, na forma apresentada, é para o cálculo da velocidade de escoamento de um fluido a partir de um reservatório. No entanto, como a equação apresentada não contempla perda de carga, há uma diferença entre os valores de velocidade real e a calculada por essa equação.

Considerando-se o cálculo da velocidade de escoamento utilizando a equação de Bernoulli, em qual das situações a seguir será observado um aumento na diferença entre as velocidades calculada e a real? 

No diagrama a seguir, é apresentada a curva de solubilidade do cloreto férrico (FeCl3 ) em água, em função da temperatura. As composições no diagrama se encontram em percentagem mássica, e a temperatura se encontra em graus Celsius.

GREEN, D. W.; PERRY, R. H. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. 8. ed. New York: McGraw-Hill, 2008 (adaptado).

 A partir do diagrama, analise as afirmativas a seguir.

I. Na parte esquerda do diagrama (esquerda da curva de solubilidade), é encontrada a região de uma fase, ou seja, a região em que o sistema forma uma solução homogênea.

II. A partir do diagrama, é possível dizer que, ao se misturar 79 g de cloreto férrico com 21 g de água, a 30°C, o sistema terá, aproximadamente, 50 g de solução saturada e 50 g de sólido precipitado.

III. À direita da curva de solubilidade, todo o cloreto férrico presente no sistema irá aparecer como precipitado.

Estão corretas as afirmativas

 

A indústria de alimentos e bebidas é uma área que se beneficia bastante da existência de enzimas. As enzimas são moléculas de proteínas capazes de atuar como catalisadores biológicos. Em alguns casos, a enzima é utilizada diretamente, como é o caso da lactase para produção de leite sem lactose e da sacarase (invertase) na fabricação de bombons com recheio líquido. Em outros casos, as enzimas aparecem no metabolismo de microrganismos adicionados ao processo, como é o caso da produção da cerveja, do vinho e do pão.

Sobre as enzimas, é correto afirmar que

Processos de separação de misturas binárias por membranas envolvem o uso de uma barreira semipermeável que permite a passagem seletiva de um componente preferencialmente em relação ao outro componente. A imagem a seguir apresenta um perfil típico de membrana densa polimérica de espessura z para separação de uma mistura gasosa binária contendo dois gases, A e B. As pressões P_A e P_B representam as pressões parciais de cada componente na alimentação (P_A1 e P_B1) e no lado contendo o que permeou (permeado – P_A2 e P_B2). Além disso, o perfil também mostra as concentrações dos dois componentes dentro da membrana (C_A e C_B).


MCCABE, Warren L.; SMITH, Julian C.; Harriott, Petter. Unit Operations of Chemical Engineering. 7. ed. Nova York: McGraw Hill, 2014 (adaptado).
O transporte de gases através de uma membrana polimérica pode ser calculado por:
em que Ji é o fluxo molar do componente i, q é o coeficiente de permeabilidade do componente i, e P_i1 e P_i2 são as pressões parciais do componente i na alimentação e no permeado, respectivamente.
Sobre o perfil apresentado e a equação que rege o transporte de gases através de membranas, assinale a alternativa correta.

A sedimentação ou decantação é uma das operações mais comuns no processo de tratamento de efluentes líquidos industriais. Ela consiste na separação de partículas presentes em água a partir da força da gravidade, depositando essas partículas no fundo do tanque de sedimentação. Para tratamento de água, os decantadores mais utilizados são os decantadores de fluxo horizontal e os decantadores tubulares. Uma etapa prévia à decantação na maioria das estações de tratamento é a coagulação, que ocorre a partir da adição de coagulantes, como o sulfato de alumínio e compostos de ferro. Sobre o processo de coagulação e sedimentação, analise as afirmativas a seguir.

I. A etapa de coagulação é necessária para aumentar a eficiência de remoção de partículas finas presentes no efluente líquido.

II. As partículas com densidades inferiores à da água tipicamente não são separadas por decantação, sendo necessária outra etapa de tratamento do líquido.

III. A coagulação age de forma que os íons presentes nos coagulantes interajam eletrostaticamente com as partículas em suspensão, permitindo a formação de aglomerados com maior velocidade terminal.

IV. Os tanques de sedimentação são projetados de modo a garantir baixas velocidades de ascensão do líquido dentro do equipamento, a fim de se evitar que qualquer partícula indesejável fique suspensa na água devido às forças de arraste.

Estão corretas as afirmativas 

O conceito de raio crítico é fundamental para o projeto adequado de sistema de isolamentos radiais, como no isolamento de cabos de rede elétrica. Ele representa certa espessura de isolante em que a resistência à transferência de calor é minimizada. Uma representação esquemática desse sistema pode ser vista na figura a seguir, em que um cabo de cobre, de raio ri , é recoberto por um isolante, totalizando um raio total de r. A temperatura na interface entre o cabo e o isolante é Ti . Na região externa ao cabo, é passada uma corrente de ar com temperatura T∞ e coeficiente convectivo h.

BERGMAN, Theodore L.; LAVINE, Adrienne S. Incropera: fundamentos de transferência de calor e de massa. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2019 (adaptado).

De acordo com o modelo de resistências térmicas em um sistema composto, como o apresentando na figura anterior, a transferência de calor total por metro de cabo é:
em que q’ é a taxa de transferência de calor e R’t é a resistência total de transferência de calor pelo sistema, considerando a resistência por condução no isolante e a resistência por convecção na superfície do isolante. O gráfico representado na figura apresenta exatamente como o valor de R’t varia com a espessura do isolante ( r – ri ).
Sobre esse sistema e o comportamento do gráfico, assinale a alternativa correta.

Processos oxidativos avançados (POA) são utilizados em processos de remoção de contaminantes da água visando transformar quimicamente compostos de forma que eles sejam destruídos. Esses processos geram um radical hidroxila (OH●) que é altamente reativo e participa como agente oxidante para a destruição de produtos químicos orgânicos. Um exemplo de reação está apresentado a seguir.

Na equação anterior, R representa um contaminante qualquer presente na água e os produtos são compostos que podem ser separados em um pós-tratamento.

O tempo de meia vida de um composto orgânico durante um POA representa o tempo que leva para a concentração C de um composto cair pela metade em relação à concentração inicial C0 e pode ser calculado da seguinte forma:

sendo t o tempo de reação e k uma constante do processo que pode ser calculada por uma constante kr , relacionada com o composto a ser oxidado, e a concentração do radical hidroxila da seguinte forma:

Considerando que um biorreator utilizará POA para remoção do tricloroetileno com uma concentração de radical hidroxila igual a 10–11 mol/L, e assumindo que In  , o tempo de meia vida do tricloroetileno nesse biorreator será de 

A operação unitária de absorção gasosa é frequentemente usada no tratamento de correntes gasosas provenientes de processos industriais. Como exemplo, pode-se considerar uma corrente gasosa contendo ar e dióxido de enxofre (SO2 ). Devido à alta solubilidade do dióxido de enxofre (SO2 ) em água, é possível utilizar água como líquido absorvente, como mostrado na figura a seguir.
Fonte: Próprio autor.
Considere que todas as porcentagens estejam em base molar, que o gás de entrada é alimentado nesse processo com uma taxa de 150 mol/h, que a água alimentada no topo da torre é livre de SO2 e que o efluente líquido conterá somente SO2 dissolvido a uma concentração de 0,24%. Considere também que o limite estabelecido de concentração máxima de SO2 no efluente gasoso seja de 0,50% e que, nas condições de operação, nenhuma água é evaporada.
  Com base nos dados apresentados, a taxa mínima de água para tratamento do gás de entrada é de 

Suspensões concentradas de sólidos são frequentemente encontradas na indústria química e áreas correlatas, sendo também chamadas de lamas. Devido à presença dos sólidos em água, é comum realizar operações unitárias para a separação desses componentes. No beneficiamento de minério, o produto desejado é o sólido presente na suspensão com alta concentração de minério obtida a partir da sedimentação. Já no tratamento de efluentes industriais e domésticos, lamas com alta concentração de lodo biológico são tratadas com o objetivo de remover o sólido e obter um fluido clarificado.

Dentre as possíveis operações unitárias para realizar as separações mencionadas, a operação unitária mais indicada é:

Reatores contínuos são geralmente mais fáceis de operar e controlar do que reatores em batelada.