Os fenômenos de transmissão de calor são amplamente empregados na indústria química, influenciando, significativamente, a economia dos processos, independentemente dos seus mecanismos. Acerca desse assunto, julgue os itens a seguir.

De acordo com a lei de Fourier, a condução térmica em uma direção exclusiva “x” pode ser corretamente escrita pela seguinte equação: \(q = k \dfrac{dT}{dx}\) , em que k é a condutividade térmica e \(\dfrac{dT}{dx}\) o gradiente de temperatura.

No gráfico abaixo, que representa a fração acumulativa \((\phi)\) de partículas de diâmetro D , é mostrada, corretamente, a curva real típica de separação de um material que utiliza uma peneira industrial. Nesse gráfico, F representa a fração de grãos finos; G , a fração de grãos grossos; e D _C , o diâmetro de corte da peneira.

Caso uma bomba centrífuga opere com carga líquida positiva de sucção — pressão em excesso requerida à entrada bomba sobre a pressão de vapor do líquido —, o fenômeno de cavitação, ou seja, a formação de vapor no interior da bomba, pode ser evitado, sob qualquer condição ambiental.

Com relação à difusão mássica, julgue o item que se segue.

Considere-se a figura a seguir, que ilustra um sistema em que as setas representam o fluxo de matéria por difusão molecular de O₂ até a superfície sólida de carvão, para reagir e formar CO, que se difunde até o seio do gás, de acordo com a equação química apresentada na figura; considere-se, ainda, que as linhas representem as variações de concentração do oxigênio e do monóxido de carbono.

\( 2C+O_2→2\,CO \)

Nessa situação, a relação nos fluxos molares dos gases \( O_2 \) e \( CO \) — \( N_{O2} \) e \( N_{CO} \), respectivamente — no estado estacionário é \( N_{CO} \) \( = \) \( 2N_{O2} \)
.

Para uma reação simples e homogêneas, o sistema de três reatores com escoamento pistonado ideal, conectados em série, operando em estado estacionário, ilustrado na figura abaixo, em que V ₁ , V ₂ , V ₃ são os volumes do reator 1, 2, 3 respectivamente, Q a razão volumétrica, C _A0 , C _A1 , C _A2 e C _A3 as concentrações do fluido A na corrente de entrada do reator 1, saída do reator 1 e entrada no reator 2, na saída do reator 2 e entrada no reator 3 e na corrente de saída do reator 3, respectivamente, fornece a mesma conversão que um único reator pistonado de volume total V _T = V ₁ + V ₂ + V ₃ .

Um trocador de placas, tal como o apresentado na figura abaixo, consiste em um dispositivo adequado para melhorar a turbulência e o coeficiente global de transmissão de calor, podendo ser utilizado em qualquer tipo e natureza de fluido.

Para reações simples em que as taxas diminuam com a concentração do reagente, tais como as reações irreversíveis de ordem n , com n < 0, e variações desprezíveis de densidade da mistura dentro do reator, o volume do reator de mistura perfeita com escoamento contínuo (CSTR) necessário para se alcançar uma dada eficiência de conversão de reagentes em produtos será sempre menor que o volume do reator pistonado ideal (PFR).