Questões de Engenharia Química

Um grande reservatório aberto para a atmosfera armazena um líquido de massa específica ? em um local onde a aceleração da gravidade é g. Para esvaziá-lo, usa-se um sifão que descarrega à pressão atmosférica (patm), estando a superfície livre do líquido no reservatório a uma altura H acima do ponto de descarga. Suponha que o líquido seja ideal/invíscido com pressão de vapor igual a pv. Para que não haja interrupção de seu escoamento através do sifão, o líquido deve permanecer abaixo de um plano horizontal cuja cota em relação à sua superfície livre é

Em ambientes confinados, como o interior de tanques de armazenamento de petróleo e derivados, o ar pode não ser apropriado para a respiração de um ser humano. O motivo, em alguns casos, é a composição volumétrica do ar, que pode apresentar um teor de oxigênio menor que 21%. Se o interior de um tanque contém ar com a composição mássica de 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio, e admitindo-se que a massa molar média do ar seja, aproximadamente, 29 kg/kmol, conclui-se que

No que se refere ao escoamento de fluidos, analise as afirmativas a seguir. I - No regime turbulento, o perfil de velocidades de um fluido escoando em um tubo é um paraboloide de revolução. II - No regime laminar, a transferência de momento ocorre unicamente de forma difusiva. III - O regime turbulento é sempre transiente. IV - As flutuações da velocidade em um escoamento plenamente turbulento ocorrendo em tubos é máxima no eixo central da tubulação. São corretas APENAS as afirmativas

100 mol/h de uma mistura amônia-ar, considerada ideal, contendo 15% em volume de amônia, entram em uma coluna de absorção em contracorrente para serem tratados com água de modo a recuperar 95% da amônia. A relação solvente líquido / solvente gasoso é 2. A razão molar de amônia no produto líquido e a vazão do solvente, em mol/h, são, respectivamente,

No escoamento forçado de ar sobre uma placa horizontal aquecida, desenvolve-se a camada limite térmica quando a temperatura do ar for diferente daquela na superfície da placa. Em relação aos mecanismos de transferência de calor, compreende-se que

A figura acima representa a curva característica de uma bomba instalada em dado sistema de tubulações. Na região de interesse, a curva do sistema pode ser aproximada pela equação H = 10.000Q - 10 em que H é a carga requerida pelo sistema, em metros de coluna de líquido, e Q é a vazão de operação, em m3/s. A vazão de operação, em m 3 /s, é

Qual dos processos descritos abaixo pode ser associado à variação nula de entropia desse sistema?

Em relação às leis da termodinâmica em trocadores de calor, um Engenheiro de Processamento deve reconhecer que

Considere o texto abaixo para responder às questões de nº 4 a 6. Pretende-se destilar 200 mol/h de uma mistura binária, líquida saturada, formada por 60% de benzeno e 40% de tolueno em base molar. Deve-se produzir um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 5% molar de benzeno. A alimentação é líquido saturado. A volatilidade relativa é constante e igual a 5. Os valores aproximados das vazões molares, em mol/h, dos produtos de topo e de fundo são, respectivamente,

Quando um fluido escoa através de uma restrição, como um orifício, uma válvula parcialmente fechada ou um tampão poroso, sem qualquer variação apreciável de energia cinética ou potencial, e na ausência de transferência de calor, realiza-se um processo

A respeito das colunas de recheio, analise as afirmações a seguir. I - Colunas com diâmetros inferiores a 2,5 ft devem ser recheadas. II - A separação de misturas corrosivas deve ser conduzida em colunas de recheio, pois existe maior variedade de materiais resistentes à corrosão. III - A separação de misturas com tendência à formação de espuma deve ser conduzida em colunas de recheio, pois a capacidade de separação não é reduzida. IV - O diâmetro da coluna recheada deve ser cerca de 5 vezes a dimensão das peças do recheio. V - A eficiência do processo de separação em uma coluna recheada depende de diversos fatores, sendo a vazão da carga da coluna e a distribuição da fase líquida os dois mais importantes. São corretas APENAS as afirmações

Ponto de trabalho é o ponto da curva característica de uma bomba, no qual essa bomba irá operar quando instalada em uma tubulação. Esse ponto fornece a carga repassada pela bomba ao líquido em escoamento e a vazão de operação desse líquido naquela tubulação. Para modificar- se o ponto de trabalho, analise as ações a seguir.

I - Fechar parcialmente uma válvula instalada na linha. II - Mudar a pressão no reservatório para onde o fluido está sendo bombeado. III - Instalar a bomba em um nível mais baixo. IV - Aumentar a rotação do rotor da bomba. São corretas APENAS as ações

Dois grandes reservatórios abertos para a atmosfera armazenam um certo líquido. No reservatório A, é feito um pequeno furo de diâmetro x na parede lateral, a uma altura HA abaixo da superfície livre do líquido. Analogamente, no reservatório B, é feito um pequeno furo de diâmetro 3x, a uma altura HB abaixo da superfície livre do líquido. Supondo-se que o líquido é ideal/invíscido, a razão entre as vazões volumétricas de líquido instantâneas QA/QB que descarregam dos dois vasos para a atmosfera é

Um processo apresenta uma função de transferência de 1º ordem entre sua saída Y(s) e sua entrada U(s), expressas em variáveis-desvio. Admitindo-se que uma perturbação do tipo degrau unitário foi aplicada em U, em t = 0, a constante de tempo p pode ser obtida pelo intervalo de tempo decorrido entre t = 0 e um valor definido de tempo posterior. Esse tempo posterior corresponde ao momento para o qual a saída Y(t)

No escoamento irreversível adiabático de um fluido incompressível, em estado estacionário, por meio de um tubo com área de seção transversal constante, a

O metanol pode ser produzido a partir da oxidação do metano, utilizando-se catalisadores em condições controladas de temperatura e pressão, segundo a reação Em uma reação entre 1,5 kmol de CH4 e 1,0 kmol de O2, o rendimento teórico de CH3OH e o reagente limitante são, respectivamente,

O acionamento de um motor a querosene requer a compressão do ar, por meio de um turbocompressor, antes de sua introdução na câmara de combustão. Como o processo de compressão ocorre de forma adiabática, o trabalho requerido é dado pela variação da função termodinâmica de

Quando submetido a um degrau unitário, em t = 0, na sua entrada U(t), um dado sistema apresentou a resposta Y(t) mostrada na figura abaixo. Se esse sistema apresenta função de tranferência , conclui-se, com base na resposta exibida ao degrau, que

Um oleoduto construído com tubos retos de diâmetros D1, D2 e D3, ligados em série, é usado para transporte de um fluido newtoniano e incompressível com vazão constante. Se D1/D2 = 3 e D2/D3 = 1/2 e designando-se por Re1, Re2 e Re3 os números de Reynolds para o escoamento do fluido nos tubos de diâmetros D1, D2 e D3, respectivamente, conclui-se que

Um tanque de flash recebe 600 kmol/h de uma mistura equimolar dos componentes 1 e 2. A fração molar do componente 1, na fase líquida, é 0,3, e a sua constante de equilíbrio é 3. As vazões totais das fases vapor e líquido devem ser, respectivamente,

A composição molar da corrente líquida é

O bom desempenho de uma operação de extração líquidolíquido está diretamente relacionado à escolha adequada do solvente.Nessa perspectiva, analise as características dos solventes, apresentadas a seguir.

I - Alta seletividade em relação ao soluto quando comparado aos demais componentes da mistura. II - Alta capacidade de solubilização do soluto. III - Baixa viscosidade para promover a separação de fases, minimizar a queda de pressão e aumentar a taxa de transferência de massa do soluto. IV - Elevada pressão de vapor. V - Baixa diferença de densidade relativa entre as fases extrato e rafinado. São corretas APENAS as características

Considere o texto abaixo para responder às questões de nº 4 a 6. Pretende-se destilar 200 mol/h de uma mistura binária, líquida saturada, formada por 60% de benzeno e 40% de tolueno em base molar. Deve-se produzir um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 5% molar de benzeno. A alimentação é líquido saturado. A volatilidade relativa é constante e igual a 5. Usando o método McCabe-Thiele, a razão de refluxo mínima é

Considere um ciclo de potência a vapor simples em que: • o fluido de trabalho passa por seus vários componentes sem irreversibilidades; • não existe queda de pressão por atrito na caldeira e no condensador e o fluido de trabalho fluirá através desses componentes a pressão constante; • não existem irreversibilidades e transferência de calor com as vizinhanças; • os processos, através da turbina e através da bomba, são isentrópicos. Trata-se de um ciclo

Um tanque retangular contém água mantida a uma temperatura de 100 ºC. As paredes do tanque possuem uma espessura de 20 cm e a condutividade térmica é 10 W.m -1 .K -1 . Considere, ainda, que a temperatura ambiente é 20 ºC e os coeficientes de convecção interno e externo sobre as paredes do tanque são 50 W.m -2 .K -1 e 25 W.m -2 .K -1 , respectivamente. Dessa forma, a perda de calor do tanque para o ambiente, em W.m -2 , é de

Um refrigerador ideal opera em um Ciclo de Carnot, sendo constituído por duas etapas isotérmicas nas quais calor |QF| é absorvido no nível mais baixo de temperatura TF, e calor |QQ| é rejeitado no nível mais alto de temperatura TQ, e por duas etapas adiabáticas. O ciclo requer a adição de uma quantidade líquida de trabalho ao sistema. Considerando-se esses dados, o coeficiente de performance ? desse refrigerador é dado por

No projeto de trocadores de calor, dois métodos podem ser adotados: o método da média logarítmica da diferença de temperatura (MLDT) e o método da efetividade-NUT. Com relação a esses dois métodos, analise as afirmativas a seguir. I - Para que o trocador seja viável economicamente, a sua efetividade deve ser maior do que 2. II - Quanto maior o número de unidades de transferência, maior é a área de um trocador. III - O cálculo da média logarítmica da diferença de temperatura é o mesmo, independente do tipo de trocador de calor e da orientação das correntes (contracorrente ou cocorrente). IV - Se as temperaturas das correntes fria e quente estiverem em graus Celsius, a MLDT será dada também em graus Celsius, tendo-se de adicionar 273,15 para transformá-la em Kelvin. V - Devem-se preferir trocadores que operem em contracorrente, visto que a área requerida de troca térmica é menor, para uma mesma quantidade de calor trocado. Está correto APENAS o que se afirma em

A fim de recuperar energia do seu processo, uma empresa instalou um equipamento de troca térmica para aquecer uma corrente de ar e resfriar o gás que sai do processo. Sabe-se que o gás é uma mistura contendo metano e vapor d’água e que, com o passar das campanhas, o equipamento, na parte fria, apresenta um ataque corrosivo severo que provoca a perda de uma grande parte da sua massa de aço. Sobre o caso citado, são feitas as afirmativas a seguir. I - A parte fria do equipamento deve apresentar a menor temperatura possível e, assim, não será alcançado o ponto de orvalho do ar. II - A temperatura de operação da parte fria deve ser tal que a pressão de vapor da água não se iguale à pressão parcial do vapor d’água. III - A temperatura de operação da parte quente deve ser tal que a pressão de vapor do CH4 não se iguale à pressão parcial do vapor d’água. IV - A qualquer temperatura de operação, sempre haverá condensação de uma mistura de CH4 e água. Está correto APENAS o que se afirma em

Nos processos de vaporização em pressões baixas, admitindose que a fase vapor tenha comportamento de gás ideal e que o volume molar do líquido seja desprezível face ao volume molar do vapor, a expressão a ser utilizada para o cálculo da entalpia de vaporização ?H vap de uma substância é

Ar úmido a 75 ºC, 1 bar e 30% de umidade relativa é alimentado com uma vazão de 1.000 m 3 /h em um processo químico. Considerando-se o gás ideal, a constante universal dos gases igual a 0,0831 m 3 .bar/kmol.K e que a pressão de vapor da água a 75 ºC é 0,386 bar, a vazão molar do ar seco, em kmol/h, está entre