As propriedades termodinâmicas são estudadas por vários pesquisadores em todo o mundo. Em parte desses estudos estão as relações de Gibbs, dentre as quais uma é baseada na função de Helmholtz, apresentada abaixo.
da = –sdT – Pdv
Utilizando-se as relações de Maxwell e a equação de estado do gás ideal (PV = RT), a relação (∂s/∂v)_T para um gás ideal é

Uma corrente de alimentação contém uma mistura formada por dois componentes: A e B. Essa corrente é continuamente separada em duas etapas, sem que haja acúmulo. Na primeira etapa, a corrente de alimentação é separada em duas correntes: X e Y. A corrente Y tem vazão de 300 kg h^-1 e concentração percentual mássica de A igual a 20%.
A corrente X é encaminhada para a segunda etapa, sendo separada em duas novas correntes: W e Z. A corrente W tem vazão de 80 kg h^-1 e contém 95% de A. Por sua vez, a corrente Z tem vazão de 20 kg h^-1 e contém 20% de A.
A concentração percentual de A na corrente de alimentação é igual a

O dióxido de carbono (CO₂) é um gás muito utilizado em vários processos industriais, dentre os quais o de produção de bebida alcoólica. Considere-se que o dióxido de carbono é um gás ideal, em repouso, com uma temperatura de 127 ºC, e pressão a 1000 kPa e sofre uma aceleração isentrópica, atingindo um número de Mach de 0,5. A temperatura, em Kelvin, após a aceleração, é de, aproximadamente:
Dado Calor específico de gás ideal k* = 1,25 para uma temperatura de 400 K

Medidores de vazão volumétrica internos são escolhidos baseando-se nas incertezas exigidas, custo, tempo de serviço e faixa de medidas. Um dos medidores de vazão bastante utilizados são os do tipo venturi que, apesar de caros, são interessantes devido à sua baixa perda de carga. Esses equipamentos de medição se baseiam em aceleração de fluidos através de um difusor cuja perda de carga é usada para medir indiretamente a vazão no escoamento. Um engenheiro dispõe de um venturi de diâmetro 0,125 para medir a vazão volumétrica numa tubulação de 0,25 m de diâmetro. Após a instalação do equipamento, o engenheiro mediu, no venturi, para o escoamento a queda de pressão em um medidor de pressão diferencial em 100 mm de água.
A vazão volumétrica, em m³/s nessa tubulação, é de, aproximadamente,
Dado Massa específica da água: 1000 kg/m³ Aceleração da gravidade: 10 m/s² Massa específica do fluido de trabalho: 790 kg/m³ Coeficiente de vazão: 0,8

Uma máquina térmica de uma central termoelétrica opera entre um reservatório térmico a 823 K e o ambiente a 300K. Sabe-se que a taxa de transferência de calor do reservatório a alta temperatura para a máquina é de 1 MW, e a potência da máquina, ou seja, a taxa de realização de trabalho é de 450 KW.
A eficiência dessa máquina térmica é de

Um engenheiro recebe duas bombas com curva característica que segue a equação H = H0 - AQ², onde H0 tem 15 metros e A tem 10⁵s²/m⁵. O supervisor desse engenheiro decide, usando as duas bombas em série, transportar um fluido entre dois tanques abertos com diferença de nível do primeiro para o segundo tanque de 10 metros. A tubulação que leva o fluido tem diâmetro de 0,1m e comprimento de 10m.
Desconsiderando-se os efeitos de perda de carga menores e maiores, a vazão de operação da bomba, em m³/s, é de

Cinco experimentos de filtração de uma suspensão de um sal em água foram conduzidos em laboratório. Foram mantidas constantes todas as condições experimentais em todos os experimentos, exceto a queda de pressão (Δp), que foi variada em cinco níveis distintos resultantes, um para cada experimento. Os resultados em termos da razão ‘tempo de filtração’ por ‘volume de filtrado’ (t/V) versus ‘volume de filtrado’ são exibidos na Figura abaixo, onde cada reta numerada descreve o comportamento para um experimento.


Analisando-se os coeficientes linear e angular de cada reta, verifica-se que o experimento conduzido com o menor Δp foi o

Em um reator é realizada a hidrogenação de C₂H₄ . Esse reator é alimentado por duas correntes: uma com vazão de 56 kg h^-1 de C₂H₄ e outra com vazão de 10 kg h^-1 de H₂. O processo opera em estado estacionário, e, na saída do reator, verifica-se que apenas o reagente limitante foi consumido por completo.
Em uma etapa posterior, o reagente em excesso que não participou da reação é recuperado, sendo completamente separado do produto formado. A vazão de reagente recuperado, em kg h^-1, é igual a
Dado Massas molares: C₂H₄ : 28 g mol^-1, H₂ : 2g mol^-1

Na análise via diagrama triangular de uma separação líquido-líquido de um soluto, a temperatura e pressão conhecidas, inicialmente se calcula o ponto de mistura M para as correntes conhecidas de alimentação e solvente. Na sequência, considerando-se a linha de amarração que passa por esse ponto e suas intersecções com a curva de solubilidade, as composições das fases líquidas em equilíbrio são calculadas.
Admitindo-se que uma corrente orgânica (30% em massa do soluto e 70% do diluente original), com vazão mássica total F kg/s é misturada com um solvente (puro) à vazão de 0,5 F kg/s, o ponto M tem composição percentual em massa de soluto, diluente original e solvente dadas, aproximadamente, por

Uma unidade industrial apresenta uma parede formada por duas camadas para reduzir a temperatura no ambiente externo à unidade.
A primeira camada da parede tem espessura de 9 cm e é formada de fibra de vidro cuja condutividade térmica é 0,03 W m^-1 ºC^-1. A segunda camada da parede tem espessura de 14 cm e é formada de tijolos cuja condutividade térmica é 0,7 W m^-1 ºC^-1. A área da parede é 4 m². A temperatura na superfície da parede em contato com o interior da unidade industrial é 85 ºC, e a temperatura na superfície da parede em contato com o meio externo é 35 ºC.
O fluxo de calor estabelecido através da parede, em J s^-1, é igual a