Questões de Engenharia Química — MPU 2015

Acerca de trocadores de calor, julgue os itens que se seguem. Trocadores de calor do tipo compacto, em que pelo menos um fluido esteja no estado gasoso, devem apresentar elevada área por unidade de volume de superfície de troca.

Julgue os itens subsequentes, acerca da operação de sedimentação. Os principais parâmetros de projeto de um sedimentador são a área da seção de sedimentação e a altura do equipamento.

As bombas são máquinas que adicionam energia a uma corrente fluida quando o escoamento é líquido ou pastoso. Com relação a esses equipamentos, julgue os itens a seguir. A fim de se prevenir a cavitação e permitir a operação satisfatória da bomba, o valor NPSHR referente à altura de sucção positiva líquida requerida das bombas centrífugas deve

ser igual ou maior que o valor NPSHA relacionado à altura de sucção positiva líquida disponível.

No que se refere a mecanismos de troca de calor, julgue os itens a seguir. A condução de calor pode ocorrer através de um sólido ou de um líquido estacionário, sendo proporcional à condutibilidade térmica do meio.

Julgue os próximos itens, a respeito de evaporadores simples ou de múltiplos efeitos. Sistemas de evaporação de múltiplos efeitos empregam dispositivos de reaquecimento do fluido quente, entre efeitos, objetivando minimizar o fluxo de vapor total necessário nas operações.

No que se refere a mecanismos de troca de calor, julgue os itens a seguir. A taxa de convecção de calor pode ser calculada com base na temperatura do fluido em movimento, observada na distância equivalente à espessura da camada limite turbulenta, sendo a temperatura da superfície desconsiderada na equação de transporte.

Considerando que as reações de hidrogenação sejam exotérmicas, que todos os gases envolvidos apresentem comportamento ideal e que o produto da constante universal dos gases pela temperatura absoluta (R×T) seja igual a 2.500 J/mol, julgue os itens que se seguem. A constante de equilíbrio para a reação de hidrogenação do C2H4 (g) a 100 ºC é maior que a 25 ºC.

Acerca de trocadores de calor, julgue os itens que se seguem. Os trocadores de calor são tipicamente classificados com base nas suas características construtivas e no modo como os fluidos escoam nesses aparelhos, que pode ser laminar ou turbulento.

Acerca dos processos físicos que ocorrem por difusão de massa, julgue os itens seguintes. Em geral, a conservação de massa total requer que o somatório dos fluxos difusivos de todas as espécies seja maior que um.

A respeito de análise granulométrica e peneiramento, julgue os próximos itens. O peneiramento industrial de insumos sólidos garante a manutenção da qualidade do produto final, contudo, no que se refere ao tamanho de partícula do material que será processado, pouco influencia o processo industrial e a eficiência dos equipamentos de produção.

Com referência ao processo de filtração e a parâmetros relacionados a esse processo, julgue os itens que se seguem. Força motriz da filtração é a diferença de pressão que pode ser causada por ação da gravidade (coluna hidrostática), força centrífuga e aplicação de pressão ou vácuo.

Considerando que sistemas de controle de processo são utilizados para assegurar a estabilidade e otimizar o desempenho econômico desse processo, julgue os itens seguintes, relativos a instrumentação e controle de processo. O controle de temperatura de um líquido em um tanque pode ser feito por meio de um manômetro, utilizado para medir a temperatura, e de um controlador feedback, que usa o valor medido de temperatura para avaliar o valor do desvio em relação a um valor preestabelecido (set point).

As estações de tratamento de água industrial ou potável têm a finalidade de transformar a água denominada bruta em água própria para uso na indústria ou em água potável para o consumo humano. Acerca do tratamento de água, julgue os itens subsequentes. A intensidade da turbidez da água depende da granulometria e da concentração das partículas: partículas menores, em concentrações elevadas, causam pequena turbidez, ao passo que partículas grandes, nas mesmas concentrações, causam maior turbidez.

Em um reator ideal, de processo contínuo, que opera em estado estacionário, a combustão de CH4 ocorre com uma conversão de 90% do reagente limitante. Esse reator é alimentado com CH4 e ar a taxas de 16 kg/h e 300 kg/h, respectivamente,

conforme ilustrado no esquema apresentado. Considerando que, nessa situação, a combustão do CH4 seja completa e que a composição do ar que alimenta o reator seja de 24%, em massa, de O2 (g) e, o restante, de N2 (g), julgue o item subsequente. A porcentagem, em massa, de CO2 na corrente de saída do reator é superior a 10%.

Acerca dos processos físicos que ocorrem por difusão de massa, julgue os itens seguintes. De acordo com a lei de Fick de difusão binária unidimensional, a estimativa do fluxo mássico de uma substância é obtida pela soma do fluxo volumétrico ponderado (bulk motion) com o valor de difusão molecular dessa substância.

Com relação às misturas de vapor d'água com ar atmosférico em

determinada temperatura ambiente e volume fixo, julgue os itens subsequentes. Em determinadas condições, é possível que 100 g de água estejam contidos em 1,0 kg de ar úmido a 25 °C.

Com referência ao processo de filtração e a parâmetros relacionados a esse processo, julgue os itens que se seguem. Para cálculos de filtração com tortas incompressíveis, o valor da resistência específica da torta, que é variável, é determinado experimentalmente.

A figura I ilustra o gráfico do coeficiente de compressibilidade (Z) do CH4 (g) em função da pressão para duas temperaturas distintas (T1 e T2), e a figura II representa o diagrama de fases desse mesmo composto. A partir das figuras apresentadas, julgue os itens que se seguem. Na temperatura e pressão correspondentes ao ponto A da figura II, o potencial químico do metano gasoso é superior ao do metano líquido.

Considerando que sistemas de controle de processo são utilizados para assegurar a estabilidade e otimizar o desempenho econômico desse processo, julgue os itens seguintes, relativos a instrumentação e controle de processo. O controlador feedback mede o desvio entre o valor da variável a ser controlada e o set point na linha de entrada do processo, antecipando os efeitos que ele teria na saída do processo, pois as ações de controle se iniciam imediatamente após a detecção do desvio.

Julgue os itens seguintes, a respeito dos medidores de vazão. O tubo de Venturi clássico de seção circular apresenta três partes importantes: o cone de entrada, destinado a aumentar progressivamente a velocidade do fluido; a parte intermediária cilíndrica, onde se faz a medição de alta pressão; e o cone de saída, que aumenta progressivamente a velocidade do fluido.

Julgue os itens subsequentes, acerca da operação de sedimentação.

O ensaio de proveta é um teste experimental de sedimentação descontínua que tem como objetivo acompanhar o deslocamento da interface superior de uma suspensão ao longo do tempo, de modo a originar uma curva de sedimentação.

Acerca dos processos físicos que ocorrem por difusão de massa, julgue os itens seguintes. Em uma mistura binária, o coeficiente de difusão, expresso em m 2 /s, tem grande dependência da temperatura e é inversamente proporcional à pressão do gás.

Com relação às misturas de vapor d'água com ar atmosférico em determinada temperatura ambiente e volume fixo, julgue os itens subsequentes. Se a temperatura de bulbo úmido e a de bulbo seco forem iguais, então o ar estará saturado, não sendo necessária a carta psicrométrica para estimar a umidade relativa.

Acerca de trocadores de calor, julgue os itens que se seguem. Dispositivos do tipo casco e tubo são contraindicados quando os dois fluidos (quente e frio) estiverem no estado líquido.

Julgue os itens seguintes, a respeito dos medidores de vazão. Os rotâmetros são formados por duas peças fundamentais: um tubo cônico vertical com o diâmetro maior voltado para cima, pelo qual passa o fluido; e um flutuador de diâmetro ligeiramente inferior ao menor diâmetro do tubo cônico.

Considerando que as reações de hidrogenação sejam exotérmicas, que todos os gases envolvidos apresentem comportamento ideal e que o produto da constante universal dos gases pela temperatura absoluta (R×T) seja igual a 2.500 J/mol, julgue os itens que se seguem. Considere que a reação de hidrogenação em apreço seja de ordem um com relação ao C2H4 (g) e de ordem um com relação ao H2 (g), e que as concentrações iniciais de cada um dos dois reagentes sejam iguais a x0. Nessas condições, a concentração de C2H4 em um instante t da reação é dada por x0/(1 + k'.t.x0), em que k' é a constante de velocidade na temperatura da reação.

O cloro, o ácido nítrico e o ácido sulfúrico são compostos inorgânicos bastante utilizados na indústria química para a preparação de outros compostos inorgânicos e orgânicos comercialmente importantes, como PVC (policloreto de vinila) e fertilizantes, e no refino do petróleo, para remover impurezas da gasolina e de outros óleos. Com referência aos processos de produção dos compostos inorgânicos cloro, ácido nítrico e ácido

sulfúrico, julgue os itens que se seguem. As plantas usadas para a produção de cloro são eletrointensivas; por esse motivo, a energia elétrica é o item mais importante de custo. Nessas plantas, o cloro gasoso e a soda cáustica são produzidos, simultaneamente, pela eletrólise de cloreto de sódio.

Considerando que as reações de hidrogenação sejam exotérmicas, que todos os gases envolvidos apresentem comportamento ideal e que o produto da constante universal dos gases pela temperatura absoluta (R×T) seja igual a 2.500 J/mol, julgue os itens que se seguem. A energia de ativação da reação de hidrogenação catalisada pelo metal B é superior à da reação catalisada pelo metal A.

As bombas são máquinas que adicionam energia a uma corrente fluida quando o escoamento é líquido ou pastoso. Com relação a esses equipamentos, julgue os itens a seguir. As bombas podem ser classificadas em dois grupos: bombas cinéticas ou rotodinâmicas e bombas de deslocamento positivo ou volumétricas.

Julgue os próximos itens, a respeito de evaporadores simples ou de múltiplos efeitos. Película ascendente, película descendente, circulação forçada, células a combustível, serpentina rotativa, placas e leito móvel são equipamentos empregados regularmente como sistemas de evaporação.

Julgue os itens seguintes, a respeito dos medidores de vazão. Para a medição de vazão de fluidos em suspensão, os tubos de Venturi são mais indicados que os rotâmetros, pois a configuração de construção do tubo de Venturi proporciona menor acúmulo da suspensão.

Julgue os itens subsequentes, acerca da operação de sedimentação. De acordo com a lei de Kynch, que rege a operação de sedimentação, a velocidade de sedimentação de uma partícula isolada é função de sua viscosidade e de seu diâmetro.

No que se refere a mecanismos de troca de calor, julgue os itens a seguir. Os valores típicos para o coeficiente de troca de calor por convecção forçada, em, estão na faixa de dezenas a centenas para gases e de centenas a milhares para líquidos.

Com relação às misturas de vapor d'água com ar atmosférico em determinada temperatura ambiente e volume fixo, julgue os itens subsequentes. Em uma carta psicrométrica, as linhas de umidade relativa constante se afastam à medida que a temperatura de bulbo seco aumenta.

Considerando que as reações de hidrogenação sejam exotérmicas, que todos os gases envolvidos apresentem comportamento ideal e que o produto da constante universal dos gases pela temperatura absoluta (R×T) seja igual a 2.500 J/mol, julgue os itens que se seguem. Sob determinada temperatura, a reação de hidrogenação do C2H4 (g) liberará maior quantidade de calor se realizada a volume constante, e não a pressão constante.

Com referência ao processo de filtração e a parâmetros relacionados a esse processo, julgue os itens que se seguem. Na operação de filtração sob pressão constante, a vazão durante a filtração reduz à medida que diminui a espessura da torta. Esse tipo de filtração é adequado para precipitados pouco compressíveis.

A figura I ilustra o gráfico do coeficiente de compressibilidade (Z) do CH4 (g) em função da pressão para duas temperaturas distintas (T1 e T2), e a figura II representa o diagrama de fases desse mesmo composto. A partir das figuras apresentadas, julgue os itens que se seguem. Na temperatura T2, o CH4 (g), a 200 bar de pressão, ocupará um volume superior ao estimado pela equação dos gases ideais, o que demonstra que as forças atrativas predominam sobre as forças repulsivas.