Questões de Engenharia Química (ENADE) — ENADE 2014

Como forma de aplicar os conceitos de transferência de calor em estado transiente, um estudante de engenharia calculou o tempo necessário para que o centro de um ovo com 5 em de diâmetro, que estava numa geladeira à temperatura de 5°C, alcançasse a temperatura de 65°C. O ovo foi inserido em água fervendo à temperatura de 98°C. Considerou que o ovo era perfeitamente esférico e constituído em sua maior parte por água, e estimou sua condutividade térmica em 0,6 W/m.°C e seu coeficiente de transferência de calor por convecção em 1 200 W/m 2 .°C. A respeito do resultado do experimento, avalie as afirmações a seguir. I. A solução analítica de problemas de condução de calor transiente envolve séries infinitas e equações implícitas, difíceis de avaliar. Para simplificar os cálculos e usar gráficos ou relações simples que permitem expressar a solução com erro

aceitável, deve-se avaliar o valor do número de Fourier calculado e considerar que o ovo está inicialmente a uma temperatura uniforme e constante, que não há geração de calor e que o coeficiente de transferência de calor por convecção é constante e uniforme. II. Um pequeno valor para o número de Biot indica que a resistência interna do ovo à condução de calor é pequena, quando comparada à resistência devido à convecção entre a casca e a água. III. Com os dados e as propriedades determinadas no experimento, é correto afirmar que o número de Biot para o ovo é igual a 0,5. IV. Para calcular o tempo necessário para que a temperatura no centro do ovo alcance 65°C, basta multiplicar o número de Fourier pelo quadrado do raio do ovo e dividir o resultado pela difusividade do ovo. É correto apenas o que se afirma em

A matriz energética brasileira é composta, principalmente, por usinas hidrelétricas. No entanto, as usinas termelétricas ganharam importância como complementação das fontes hidráulicas. Elas têm recebido incentivos para ampliação e otimização dos seus processos, especialmente a partir do final da década de 90. Nesse contexto, o carvão mineral adquire grande importância para a matriz energética brasileira. No entanto, o controle ambiental sobre essa fonte requer um rigoroso planejamento e gestão das fontes estacionárias de emissão, pois a queima produz gases poluentes como SOx, NOx, CO e material particulado, com distribuição granulométrica da ordem de micrômetros, que podem escapar às operações de controle, sendo emitidos para a atmosfera. Com base na composição citada, é possível realizar o tratamento da emissão gasosa de um processo de queima do carvão mineral por meio de

Denominam-se cargas os elementos de um circuito elétrico que se opõem à passagem de corrente elétrica. Essencialmente, distinguem-se três tipos de cargas: resistivas, capacitivas e indutivas. As cargas resistivas dissipam energia, enquanto as puramente capacitivas ou puramente indutivas são consideradas armazenadoras de energia. Se o circuito mostrado acima é alimentado por uma fonte de tensão contínua de 12 V e as lâmpadas são de 12 V/6 W, observa-se que, em regime permanente,

Observe o programa classificador ("sort"), em pseudocódigo, apresentado abaixo. Esse programa classifica, em ordem

O transporte de um fluido entre dois pontos no interior de um tubo ocorre simultaneamente, com perda de energia, devido ao atrito do fluido com a parede e ao escoamento turbulento. Portanto, quanto maior for a rugosidade da parede da tubulação ou mais viscoso for o fluido, maior será a perda de energia. A forma de determinação do fato de atrito for estabelecida em 1939, por intermédio da equação de Colebrook-White, apresentada a seguir. em quem

A resolução desse equação requer um processo iterativo, pois a função é implícita em relação ao fator de atrito (presente nos dois membros da equação).Em 1939, a resolução de equações por procedimentos iterativos demandava excesso de tempo, mas, com o desenvolvimento dos conhecimentos de computação, esse problema foi solucionado. As etapas de um algoritmo que soluciona a equação, sem ordenação lógica, assim como seu fluxograma são apresentados a seguir Com base nessas informações, verifica-se que a solução da equação é obtida pela seguinte associação das etapas do algoritmo com o fluxograma.

Para determinar a taxa molar total da mistura gasosa binária (A+B) deve-se somar as contribuições da transferência de massa por difusão e da transferência de massa por convecção em relação a um ponto estacionário, como apresentado na equação a seguir: sendo DA,B o coeficiente difusivo, C a concentração total e yA a fração molar do gás A. Nesse contexto, avalie as afirmações a seguir. I. Quando há contra difusão, a equação simplifica-se para: . II. Considerando apenas a direção z, o fluxo molar de um componente numa dada fronteira pode ser calculado com a integração da equação apresentada no enunciado. III. A segunda lei de Fick é o resultado da simplificação da equação da continuidade mássica, considerando o regime transiente, a velocidade do meio nula, a temperatura e pressão constantes e a ausência de reação química no meio onde ocorre o fenômeno de transferência de massa por difusão. É correto o que se afirma em

Uma reação irreversível e de primeira ordem, em fase líquida, ocorre em um CSTR perfeitamente misturado. A espécie "A" reage para formar a espécie "B". Sobre o comportamento dinâmico desse sistema e sua resposta a perturbações quando operado isoladamente ou em série, avalie as afirmações a seguir. I. O modelo que representa o perfil dinâmico de concentração molar do CSTR é de primeira ordem. II. Após atingir a operação em estado estacionário, o CSTR é submetido a uma perturbação do tipo degrau, e um novo estado estacionário é atingido instantaneamente. III. O perfil dinâmico de concentração molar de dois reatores CSTR operando em série pode ser representado por uma função de transferência de segunda ordem. IV. Os controles Proporcional-Integral (PI) e Proporcional-Integral-Derivativo (PID) garantem que não haverá erro quando o processo atingir a estabilidade. É correto apenas o que se afirma em

Visando a redução do impacto ambiental provocado pela disposição inadequada da casca de coco verde, diversas pesquisas têm proposto seu reaproveitamento para a obtenção de subprodutos com valor agregado. Um processo industrial produz 500 ton/mês de água de coco, a qual corresponde a 25%, em massa, do coco verde. O percentual de líquido na casca é de, aproximadamente, 80% em massa. Esse líquido pode ser obtido por extração mecânica com eficiência de 60%. Um polifenol presente neste produto extraído da casca em um teor de aproximadamente 0,3% pode ser precipitado e vendido em solução a 40% em massa. Com base no exposto, a quantidade aproximada, em toneladas, de solução de polifenol que pode ser produzida mensalmente a partir do processo descrito é

O cloro gasoso (Cl2) é extensivamente utilizado em processos químicos. No entanto, esse composto é tóxico e, mesmo em pequenas quantidades, pode provocar sérias lesões e até mesmo a morte. Nesse sentido, as legislações ambientais têm adotado limites altamente restritivos para a emissão de Cl2 , de modo que são necessários processos para recuperação do cloro não reagido. Entre os métodos disponíveis, há a absorção reativa do Cl2 em spray de solução aquosa alcalina. A equação abaixo representa a reação homogênea em fase líquida em um reator batelada entre cloro ( B ) e hidróxido de sódio ( A ), produzindo hipoclorito de sódio ( C ), água ( D ) e cloreto de sódio ( E ): 2NaOH ( A )+ Cl2 ( B ) ? NaOCI ( C )+ H2O ( D ) + NaCI ( E ) Admitindo-se que a taxa de transferência de massa entre o gás e as gotas de solução alcalina é suficientemente elevada; assumindo que a reação química é o mecanismo controlador do processo e a concentração dos reagentes não varia com o espaço no interior das gotas, avalie as afirmações a seguir. Se necessário, considere que In (2) = 0,7. I. A velocidade de decomposição de B é o dobro da velocidade de decomposição de A. II. Considerando que a reação é elementar, pode-se expressar a velocidade global como r= k[A] 2 [B]. III. A utilização de um método de pulverização mais eficiente, capaz de produzir gotas de solução alcalina com diâmetro menor, favorece a velocidade da reação. IV. Se A for mantido em excesso no meio reacional, assumindo que a constante de velocidade vale 1,4 s -1 , a concentração inicial de B na fase líquida é reduzida pela metade em 0,5 s. V. A contínua remoção de C e E aumenta a velocidade de reação. É correto apenas o que se afirma em

Em um processo de tratamento de efluentes por lodos ativados, são aplicados clarificadores para separação sólido-líquido dos flocos de microrganismos via sedimentação, resultando em uma corrente sobrenadante de líquido clarificado e uma corrente subnadante (fase densa) com alta concentração de sólidos, parcialmente recirculada nos reatores, como mostra a figura. Com relação a esse processo, avalie as afirmações a seguir. I. A recirculação do lodo biológico nos reatores é realizada para reduzir o volume de lodo a ser descartado e, portanto, reduzir custos com disposição de resíduos sólidos industriais. II. A presença de flocos de microrganismos na corrente sobrenadante do clarificador é um problema grave no processo. III. A utilização de agentes floculantes, previamente avaliados em testes de agregação dos flocos em bancada, evita a presença de flocos de microrganismos no líquido sobrenadante clarificado. É correto o que se afirma em

Tendo em vista a situação descrita, avalie as afirmações a seguir. I. O cabo de fibra de carbono suporta elevadas cargas devido à sua elevada resistência à tração. II. A fibra de carbono torna o cabo bem mais flexível, o que, aliado a sua resistência à tração, proporciona a esse material uma vantagem em relação aos cabos de aço convencionais. III. A relação resistência/peso do cabo de fibra de carbono assegura vantagem desse material em relação aos cabos de aço, pois a economia do peso próprio do cabo pode ser usada para sustentar o elevador e reduzir o consumo de energia. IV. Apesar da resistência à tensão ser apenas ligeiramente maior no cabo de fibra de carbono, a vantagem principal de seu uso é a alta relação resistência/peso. É correto apenas o que se afirma em

O alumínio aeronáutico possui uma combinação única de propriedades que o torna um material de construção versátil, altamente utilizável e atrativo. Essas características são devidas a quais propriedades?

Existem controvérsias acerca da magnitude dos fatores que influenciam o voto do eleitor. Embora, atualmente, as pesquisas eleitorais possam ser divulgadas próximo ao dia da eleição, durante muito tempo essa divulgação não era permitida sob a alegação de que as mesmas influenciavam a decisão de um tipo particular de eleitor, o qual desejava "votar no candidato ganhador" e tendia a votar nos candidatos cuja suposta probabilidade de vitória é maior, independentemente do conteúdo da proposta política apresentada. Considerando que o Candidato B esteja interessado no voto do tipo de eleitor mencionado no texto e esteja examinando os dois gráficos acima para apresentar, em seu material de propaganda, os resultados de uma pesquisa eleitoral, avalie as afirmações que se seguem. I. Os dois gráficos apresentam resultados diferentes. II. Em relação aos objetivos do Candidato B, o gráfico I é mais adequado que o II. III. A decisão a ser tomada apresenta implicações de natureza ética, além das de natureza técnica. É correto o que se afirma em

O incentivo ao uso de energia gerada por fontes renováveis é uma tendência mundial. Consideram-se fontes renováveis a hidráulica, a solar, a eólica, os biocombustíveis, o biogás e a biomassa. Sobre esse assunto, avalie as afirmações a seguir. I. A construção de hidrelétricas relaciona-se, também, à preocupação com a crise energética mundial prevista para as próximas décadas. II. As usinas térmicas a gás natural geram tanto monóxido de carbono quanto as usinas movidas a petróleo ou a carvão mineral. III. No processo de geração de energia limpa de origem vegetal emite-se menor quantidade de poluentes atmosféricos do que no processo de fontes de origem fóssil. É correto o que se afirma em

O termo controle é aplicado para representar um método utilizado para manter uma determinada variável em um valor específico desejado. Assim, um sistema de controle de processo requer uma série de elementos que são definidos em termos de partes funcionais distintas. A função do elemento final de controle é

Uma empresa de reciclados, localizada em uma região do Brasil onde a temperatura ambiente média é de 30°C, deseja reaproveitar garrafas de politereftalato de etileno (do tipo PET) utilizadas no armazenamento de heptano. Cada uma dessas garrafas contém 0,01 g de heptano residual, sendo o volume da garrafa igual a 2 L. A empresa estuda qual deveria ser a melhor forma de lavagem das garrafas, usando três solventes: água a 30°C, água pré-aquecida a 40°C e etanol pré- aquecido a 40°C, cujos coeficientes de atividade do heptano na diluição infinita são, respectivamente, 6 000, 4 000 e 10. Serão utilizados 200 g de solvente no processo de limpeza. As massas molares dessas substâncias são: água -18 g/mol, etano!- 46 g/mol e heptano 100 g/mol. Com base na teoria do Equilíbrio Líquido-Líquido (ELL), nos valores de coeficientes de atividade na diluição infinita (ou na saturação) do heptano nesses solventes e considerando que a atividade do heptano no solvente (água ou etanol) é igual a 1,0, avalie as afirmações a seguir. I. As frações molares do heptano na saturação são aproximadamente iguais a 1,7x10 -4 , 2,5x10 -4 e 1,0 x 10 -1 , nas condições termodinâmicas dos solventes- água a 30°C, água a 40°C e etanol a 40°C. II. Ao analisar os valores de concentração do heptano na quantidade estipulada do solvente, verifica-se que não é necessário aquecer a água para lavar as garrafas. III. Ao considerar a condição de saturação do heptano no etanol a 40°C, nota-se que a quantidade de etano! empregada no processo de lavagem é 4200 vezes menor que a quantidade estipulada, ou seja, 200 g desse solvente. É correto o que se afirma em

Uma enorme explosão destruiu uma planta industrial. O processo envolvia um reator em batelada, produzindo tricarbonilo metilciclopentadienil de manganês. Estudos efetuados pela Comissão de Investigação de Risco e Segurança de Processos Químicos concluíram que erros cometidos durante o projeto do sistema de resfriamento do reator foram a causa do acidente. O sistema de resfriamento consistia na troca térmica entre a mistura reagente e água de resfriamento. A água era alimentada por meio de uma válvula de controle na entrada de uma serpentina e, após a troca térmica, descartada para o ambiente na forma de vapor. Uma válvula de drenagem foi instalada para descartar a água não vaporizada, e um sistema de alívio de pressão foi instalado para situações de emergência. Todos os procedimentos de operação do reator eram efetuados na sala de controle por um operador. Sobre as prováveis causas do acidente, avalie as afirmações a seguir. I. O disco de ruptura do sistema de alívio de pressão escolhido rompe-se a uma pressão muito baixa. O projetista deveria escolher um disco de ruptura para uma pressão maior.

II. A válvula de alimentação da água de resfriamento escolhida foi a normalmente fechada. O projetista deveria escolher uma válvula normalmente aberta. III. A válvula de drenagem da água de resfriamento escolhida foi a normalmente aberta. O projetista deveria escolher uma válvula normalmente fechada. IV. O controlador escolhido foi do tipo Proporcional-Integral (PI). O projetista deveria escolher um controlador do tipo Proporcional-Integral-Derivativo (PID). É correto apenas o que se afirma em

Para obtenção de um tipo de fruta seca e fatiada, um processo de secagem foi conduzido em um secador de bandejas de 1 m 2 de área. A figura a seguir relaciona a taxa de secagem em função do conteúdo de umidade. Os pontos A, B, C, De E representam os diferentes períodos de secagem. A partir das informações apresentadas, avalie as afirmações a seguir. I. Entre B e C ocorre o período de secagem a taxa constante; a taxa de evaporação depende do material, e a temperatura da sua superfície é conhecida como temperatura de bulbo úmido do gás. II. Entre C e E, a quantidade de água removida é pequena, podendo envolver tempos de secagem superiores ao período de taxa constante; a taxa de transferência de massa do interior para a superfície do material controla o processo. III. A partir do ponto D, considerando que a fruta tem um teor de umidade relativa de equilíbrio de 0,025 kg de água/kg de sólido seco, é possível a remoção de até 0,1 kg de água/kg de sólido seco. IV. A secagem de 16 kg de frutas do ponto B até o ponto D exigirá um tempo superior a 2 horas. É correto apenas o que se afirma em

Uma indústria de blocos cerâmicos pretende utilizar queima de biomassa resultante de resíduos de madeira, para gerar energia térmica para seus fornos, que, atualmente, utilizam gás natural. Tal iniciativa poderá reduzir o consumo de combustível, porém será necessário um investimento no valor de 20% do consumo/ano atual de combustível, visando à adaptação dos fornos. Além disso, o transporte anual dos resíduos da fonte geradora até a indústria irá custar 5% do consumo/ano atual de combustível. Estima-se que essa alteração promova uma economia, no consumo/ano atual de combustível, de 10% ao ano. A partir da situação descrita, avalie as afirmações a seguir. I. A partir do quinto ano, a indústria começaria a ter benefícios econômicos. II. Na proposta apresentada, a indústria substituiria o combustível atual por uma fonte de energia com menor produção e emissão de partículas devido ao processo de combustão (particulados). III. Na proposta apresentada, a indústria substituiria o combustível atual por uma fonte renovável de energia. IV. O valor do investimento supera os benefícios promovidos com a economia de combustível durante os 5 primeiros anos. É correto apenas o que se afirma em

Suponha que a distância percorrida por um ciclista que pedala regularmente pode ser inferida pela variável aleatória x, com densidade de probabilidade normal,. com ? = 25km e ? = 25km 2 . A duração média do seu treino é de 1h15min. Com base nesses dados, avalie as afirmações abaixo. I. A velocidade média de cada treino é de 21,7 km/h. II. A distância média percorrida em cada treino é de 25 km. III. A área média percorrida em cada treino é de 25 km 2 . IV. A distância percorrida de cada treino, em um desvio-padrão, está entre 20 km e 30 km. V. A velocidade média de cada treino, em um desvio-padrão, está entre 16 km/h e 24 km/h. É correto apenas o que se afirma em

O petróleo, contendo alto teor de enxofre, quando queimado em um forno industrial, admitindo-se combustão completa e, usando uma determinada quantidade de ar em excesso, gera 100 kmol/h de um gás de combustão, contendo 5,0% de O2 e 80,0% de N2, entre outros. Considerando que a composição do ar tem 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio, o percentual de ar em excesso utilizado na combustão é