Questões da Prova Aeronáutica - 2018 - CIAAR - Primeiro Tenente - Engenharia Química

Destilação é um processo de separação que se baseia na distribuição dos componentes de uma mistura em uma fase vapor e uma líquida. Os componentes serão separados segundo suas volatilidades. Nos destiladores, os componentes mais voláteis se direcionam para as regiões mais ao topo do equipamento, enquanto as menos voláteis vão para o fundo. O vapor que chega ao topo é condensado e parte é retirado como produto (destilado) e outra parte retorna para o destilador. O líquido que chega ao fundo se direciona para um ebulidor para que os componentes mais voláteis, que foram arrastados para o fundo, possam retornar para o equipamento na forma de vapor, enquanto parte é removida (resíduo).

Para aumentar a eficiência dos destiladores, é comum aquecer a alimentação utilizando calor proveniente do resíduo do processo.

Fonte: Arquivo da Banca Elaboradora.

Considere uma operação em que são alimentados 200kg/h de uma mistura de A e B, que contém 40% em massa do componente A. Deseja-se que o destilado contenha 95%m/m de A e que somente 5% de A alimentado saia no resíduo.

As correntes de destilado e resíduo são, respectivamente:

Um mol de gás, em um vaso fechado, passa por um ciclo termodinâmico de 4 etapas. Na tabela a seguir estão apresentadas as variações da energia interna do gás, o calor adicionado ao sistema e o trabalho realizado pelo sistema em algumas etapas em que foi possível realizar as medições (dados em branco não foram medidos).

Fonte: Arquivo da Banca Elaboradora.

Na quadragésima etapa, foram adicionados 1300J ao sistema na forma de calor e o trabalho realizado pelo sistema foi de

Um vaso fechado, a 120°C, contém 0,55mol de fenol e 0,45mol de tolueno. Nessa temperatura, a pressão de vapor do fenol é 13,0kPa e a do metanol é 131,3kPa.

Considerando que o sistema se encontra no ponto de orvalho, que a fase líquida se comporta como uma solução ideal e a fase vapor se comporta como uma mistura de gases ideais, a pressão no interior do vaso é

O saturador adiabático é um equipamento utilizado para umidificar o ar em um processo industrial. Esse equipamento consiste de uma câmara contendo água no estado líquido sobre a qual passa uma corrente de ar. A água evapora adiabaticamente e, assim, o ar que entra seco no equipamento, sai umidificado. Considerando um saturador adiabático que possua uma câmara que comporta 5.000cm³ de água e com uma altura h de 500cm. Ar seco entra no equipamento e, após umidifcado, sai com água a uma concentração igual a 50% da saturação, a uma velocidade constante, sem que haja perturbações na superfície da água. O nível da água é mantida constante devido ao bombeamento de 20cm³ .h^-1 de água para dentro da câmara. O sistema opera a 25°C (298K) e 101kPa. O coeficiente de difusão da água no ar é igual a 900cm² .h^-1, a densidade da água líquida é 1,0g.cm^-3, a massa molar da água é 18g.mol^-1 e a pressão de vapor da água 3,17kPa.

A constante dos gases pode ser admitida como 8314kPa.cm³ .mol^-1.K^-1.

                                    Fonte: Arquivo da Banca Elaboradora. 

O fluxo de água que evapora é igual a

Uma maneira bastante simples de calcular a velocidade que um fluido irá atingir ao percorrer uma tubulação é utilizando a equação de Bernoulli. Essa equação é uma forma simplificada de expressar o balanço de energia de um sistema, em que são consideradas somente as energias potencial gravitacional, pressão e cinética.

Fonte: HOLLAND, F. A.; BRAGG, R. Fluid Flow for Chemical Engineers. 2 ed. Londres: Arnold, 1995. p. 16.

Como a equação apresentada não contempla perda de carga, há uma diferença entre os valores de velocidade real e a calculada por essa equação, sendo a velocidade real sempre menor do que a calculada.

Complete a frase: A partir de uma mesma velocidade de entrada na tubulação, haverá um aumento na diferença entre a velocidade calculada pela equação de Bernoulli apresentada e a real ao se