Um tanque de equalização no tratamento de efluentes é uma estrutura que funciona como um amortecedor, armazenando efluentes brutos para uniformizar sua vazão e carga de poluentes. Ao equalizar essas características, ele garante que as etapas seguintes do tratamento, que podem ter capacidade limitada ou serem sensíveis a variações, recebam o efluente de forma estável, otimizando o desempenho e a eficiência do sistema.

Na unidade de tratamento de água e esgoto que você acabou de assumir a responsabilidade técnica tem um tanque de equalização com um tubo despejando água a uma vazão de 20 l/s e outro tubo despejando um efluente de massa específica igual a 700 kg/m3 com uma vazão de 10 l/s. A mistura formada é descarregada por um tubo da área igual a 30 cm². Determine a massa específica da mistura no tubo de descarga e a velocidade de saída.

Dados: (Unidades – SI) ρágua = 1000 kg/m³ e ρefluente = 700 kg/m³; 1m² = 10–4cm²

Determine o regime de escoamento sabendo que a tubulação apresenta um diâmetro de 100 mm e transporta um efluente para tratamento (viscosidade cinemática (ν) = 10,6x10–5 m2 /s) com uma vazão de 720 m3 /dia. Determine também a perda de carga e fator de atrito sabendo que a rugosidade absoluta do tubo é de 0,04 mm e que a tubulação tem 10 m de comprimento.

A perda de carga em tubulações é a diminuição da energia (pressão) de um fluido ao escoar devido ao atrito com as paredes da tubulação e à presença de componentes, como curvas e válvulas. Existem dois tipos principais: as perdas distribuídas, que ocorrem ao longo de todo o comprimento da tubulação e são causadas pela rugosidade das paredes, e as perdas localizadas, geradas por acessórios como joelhos, tês e registros, que causam turbulência. A perda de carga é um fator crucial no dimensionamento de sistemas hidráulicos, afetando a vazão, o consumo de energia e a eficiência do sistema. Considere uma tubulação de PVC com comprimento (L), diâmetro (D) e rugosidade absoluta das paredes (ε) transportando água á uma vazão (Q). Mantida as características físicas e geométricas de uma área, mesmo material e mesmo fluido, avalie os itens a seguir:

I - A vazão sofre variação com o comprimento.

II - A vazão aumenta com a redução do diâmetro.

III - A vazão diminui com o aumento da rugosidade absoluta.

É correto o que se afirma em:

As adutoras são essenciais para o abastecimento eficiente, pois conduzem grandes volumes de água, minimizam perdas e podem funcionar por gravidade ou por recalque com sistemas de bombas. Diferentemente da rede de distribuição, as adutoras não possuem ligações diretas para o consumo doméstico. O diâmetro de um sistema de tubulação de uma adutora que transporta água em regime permanente para um sistema de distribuição de água varia de 400 mm, no ponto A, 8 m acima de um referencial, para 200 mm, no ponto B, 4 m acima do referencial. A velocidade no ponto A é de 4,0 m/s e uma pressão no ponto A de 100 kN/m2 . Desprezando as perdas de carga, determine a velocidade no ponto B e a sua respectiva pressão.

Dados: g = 10,0 m/s² ; ρH2O = 1000 kg/m³ ; уH2O = 10.000 N/m³ ; π = 3,14 (Unidades no SI).

O tratamento da água é um conjunto de procedimentos físicos e químicos que tornam a água de fontes naturais segura e adequada para o consumo humano, removendo impurezas, microrganismos patogênicos e substâncias químicas nocivas, de modo a evitar doenças e garantir que a água seja potável, segura, e livre de cores, sabores ou odores indesejados. Em uma destas etapas do tratamento deve-se adicionar e misturar alguns produtos químicos para a garantia do mesmo. Em algumas unidades de tratamento estes materiais já são adicionados nos canais de saída/descarga de orifícios para aproveitar a turbulência que já existe e realizar a mistura destes produtos. Calcule qual a velocidade do jato e qual a descarga de um orifício padrão (Cv = 0,98 e Cd = 0,61), com 20 cm de diâmetro, situado na parede vertical de um reservatório de tratamento de água, com o centro 2m abaixo da superfície da água?
Dados: g = 10m/s2 ; π = 3,14; Q = A.Cd.√ 2.g.H v = Cv.√2.g.H; √ 40 = 6,32. (Unidades no SI)

A condutividade térmica é a propriedade intrínseca de um material de conduzir calor, com materiais de alta condutividade sendo bons condutores (como metais) e os de baixa condutividade sendo maus condutores ou isolantes (como isopor). Essa propriedade é crucial em aplicações práticas, desde o design de utensílios de cozinha, que usam materiais diferentes para conduzir e reter calor, até a construção de edifícios, para isolamento térmico, e o funcionamento de dispositivos eletrônicos, que precisam dissipar calor. Avalie os itens a seguir e marque a alternativa correta.
( ) A condutividade térmica(k), ou constante de proporcionalidade de Fourier é característica do material e sua temperatura média também influi em k.
( ) Quanto maior for à distância entre átomos e moléculas no material, maior será a condutividade térmica, pois o menor contato entre as partículas dificulta o transporte de energia térmica.
( ) Dentre os sólidos, os metais tem maiores k graças aos elétrons livres que colaboram com a difusão de energia térmica. ( ) Os sistemas de isolamento térmico são normalmente matrizes porosas contendo ar (espumas e fibras) e, portanto, apresentam valores de k próximos ao dos gases.
( ) A Lei de Fourier descreve a condução de calor, estabelecendo que o fluxo de calor através de um material é proporcional ao gradiente de temperatura (diferença de temperatura ao longo da distância) e à área de secção transversal, e diretamente proporcional à espessura do material.

A ordem de uma reação é uma relação matemática estudada em Cinética Química que mostra a relação entre a concentração dos reagentes e a velocidade da reação. Considere a tabela a seguir, que contém os valores das concentrações dos reagentes A e B de uma reação genérica realizada quatro vezes.
2A(g) + B2(g) → 2 AB(g)



Qual das alternativas a seguir apresenta a expressão da velocidade para essa reação e a ordem de reação em relação à [A] e [B] respectivamente?

Reação química é o rearranjo ou redistribuição dos átomos constituintes de dadas moléculas, para formar novas moléculas, diferentes das primeiras em estrutura e propriedades. Condições de ocorrência de uma reação química: afinidade química entre as substâncias reagentes, contato entre elas, energia de ativação e choques efetivos entre as suas moléculas. As reações químicas podem ser classificadas quanto à fase de agregação em que se encontram as espécies químicas na reação em homogêneas e heterogêneas. Com relação aos fatores que afetam a velocidade das reações químicas marque a alternativa incorreta.

A entropia é uma medida do grau de desorganização ou aleatoriedade de um sistema. Portanto, uma redução de entropia significa que o sistema está passando por um processo que leva a uma maior ordem e menos desorganização. Qual dos sistemas a seguir apresenta uma redução de entropia?

As funções de estado termodinâmica são propriedades de um sistema que dependem unicamente do seu estado atual e não do caminho percorrido para alcançar esse estado, sendo definidas apenas pelo estado inicial e final. Quais das variáveis termodinâmicas apresentadas a seguir não são consideradas funções de estado?