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As propriedades termodinâmicas dos fluidos: energia interna, entalpia e entropia específicas podem ser calculadas a partir das propriedades temperatura, pressão e volume específico, que são mensuráveis. Se for escolhida adequadamente a dependência dessas propriedades, relações importantes podem ser obtidas.
Definindo-se a dependência: h = h(s,p), a seguinte expressão é obtida:
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Uma determinada massa de gás ideal, inicialmente a uma pressão e temperatura Pi e Ti, é submetida a um processo de alteração de suas variáveis de estado até que estas atinjam novos valores Pf e Tf. Esse processo é baseado em duas etapas em sequência:
1ª – Aquecimento à pressão constante até atingir a temperatura Tf.
2ª – Compressão isotérmica do gás até atingir uma pressão Pf.
Considerando-se que a capacidade calorífica à pressão constante (Cp) mantém o mesmo valor ao longo do processo, a variação da energia interna do sistema é igual a
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Considere a figura e os dados abaixo para responder a questão.
O balanço de massa global na coluna e os valores das entalpias específicas das correntes da envoltória global são dados na tabela a seguir.
| Carga (F) | Destilado (D) | Resíduo (B) | |
| Vazão mássica / kg.h−1 | 10 000 | 6 000 | 4 000 |
| Entalpia específica / kJ.kg−1 | 100 | 50 | 200 |
A carga térmica removida pela água de resfriamento no condensador é de 4,2 GJ/h.
Considere que a entalpia de vaporização do vapor d'água usada no refervedor seja de 2 000 kJ/kg. Para as condições definidas na tabela e de acordo com as informações dadas, a vazão de vapor d'água consumida no refervedor é
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Considere a figura e os dados abaixo para responder a questão.
O balanço de massa global na coluna e os valores das entalpias específicas das correntes da envoltória global são dados na tabela a seguir.
| Carga (F) | Destilado (D) | Resíduo (B) | |
| Vazão mássica / kg.h−1 | 10 000 | 6 000 | 4 000 |
| Entalpia específica / kJ.kg−1 | 100 | 50 | 200 |
A carga térmica removida pela água de resfriamento no condensador é de 4,2 GJ/h.
Considere que a entalpia de vaporização do destilado é 200 kJ/kg. Para as condições definidas na tabela e de acordo com as informações dadas, a razão de refluxo de operação é
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Considere os dados abaixo para responder a questão.
Um mistura gasosa contendo CO2 e H2 em proporções estequiométricas e N2 na razão de 0,4 mol para 100 mol de (CO2+H2) é carga fresca de um processo catalítico para a produção de metanol, de acordo com a equação: CO2 + 3H2 !$
ightarrow !$ CH3OH + H2O.
O efluente do reator passa por um processo de separação, no qual todo o metanol e a água produzidos são separados por condensação. Os gases contendo os reagentes não reagidos e o N2 são reciclados para o reator, misturando-se com a carga fresca (F), dando origem à carga combinada (CC). Para evitar acúmulo de N2 no reator, parte da corrente gasosa é purgada, conforme o esquema abaixo. A conversão global dos reagentes é de 96%. A vazão molar de CO2 na carga fresca é de 5 mol/s.
Considerando-se que a razão molar de reciclo (R/F), expressa apenas em termos de CO2 e H2, é de 0,6, analise as afirmativas abaixo:
I - A conversão de CO2 por passagem no reator é de 60%.
II - A vazão molar de (CO2 + H2) na carga combinada é 24 mol/s.
III - A razão molar de N2 na corrente de carga combinada (CC) é de 0,10.
Está correto o que se afirma em
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Considere os dados abaixo para responder a questão.
Um mistura gasosa contendo CO2 e H2 em proporções estequiométricas e N2 na razão de 0,4 mol para 100 mol de (CO2+H2) é carga fresca de um processo catalítico para a produção de metanol, de acordo com a equação: CO2 + 3H2 !$
ightarrow !$ CH3OH + H2O.
O efluente do reator passa por um processo de separação, no qual todo o metanol e a água produzidos são separados por condensação. Os gases contendo os reagentes não reagidos e o N2 são reciclados para o reator, misturando-se com a carga fresca (F), dando origem à carga combinada (CC). Para evitar acúmulo de N2 no reator, parte da corrente gasosa é purgada, conforme o esquema abaixo. A conversão global dos reagentes é de 96%. A vazão molar de CO2 na carga fresca é de 5 mol/s.
Com base nos dados acima, analise as afirmativas a seguir.
I - A vazão molar de metanol produzido é de 4,8 mol/s.
II - A fração molar de metanol na corrente de produto D é de 0,50.
III - A razão molar N2 / (CO2+H2) na corrente de purga P é de 0,10.
Está correto o que se afirma em
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Em relação à primeira lei e à segunda lei da termodinâmica, analise as afirmações a seguir.
I - A primeira lei da termodinâmica estabelece que a variação de energia interna em um sistema é igual à diferença entre o calor e o trabalho no eixo realizado.
II - Em um ciclo termodinâmico para transformação de calor em trabalho, o calor absorvido e o trabalho realizado são grandezas numericamente iguais, obedecendo dessa forma, ao princípio da conservação da energia.
III - De acordo com a segunda lei da termodinâmica, é inviável a realização de um ciclo termodinâmico capaz de transferir calor de um ambiente a baixa temperatura para um ambiente a uma temperatura mais elevada.
IV - A entropia é uma função de estado cuja variação diferencial pode ser caracterizada por meio da razão entre o calor trocado e a temperatura, ao longo de uma trajetória reversível.
V - A segunda lei da termodinâmica impõe que, em um sistema isolado, as variações de entropia serão sempre positivas ou nulas.
São corretas APENAS as afirmativas
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O óxido de etileno pode ser utilizado como matéria-prima para obtenção de etilenoglicol. O óxido de etileno deverá ser produzido pela oxidação catalítica de eteno com ar, de acordo com a seguinte reação:
C2H4 + 1/2 O2 !$
ightarrow !$ C2H4O
No entanto, em paralelo ocorre a reação indesejável de combustão do eteno
C2H4 + 3O2 !$
ightarrow !$ 2CO2 + 2H2O
A conversão global de eteno no processo é de 95,0%, e a seletividade do etilenoglicol em relação ao CO2 é de 18,5:1.
De acordo com os dados fornecidos, o rendimento do óxido de etileno no processo é de
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Uma corrente de ar úmido a 40 ºC, com 90% de umidade relativa, é resfriada ao passar em um trocador, de forma que 50% do vapor d'água presente na corrente de ar irá condensar. A umidade relativa da corrente de ar, após o resfriamento, é
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Uma coluna de absorção foi dimensionada para absorver 90% de uma substância de massa molar igual a 50 kg/kmol, presente em uma corrente de ar, usando água pura como solvente. O teor dessa substância no ar é de 40% em base molar e, na solução aquosa formada, é de 25% em massa. Considerando-se que sejam desprezíveis a solubilidade do ar na água e a evaporação da água, a razão molar entre a água usada como solvente e a corrente de ar a ser tratada é
Dados: Massas molares: H = 1 kg/kmol; O = 16 kg/kmol; ar = 29 kg/kmol
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