Questões de Concurso Sobre engenharia química e química industrial

Na indústria petrolífera, o estudo de reologia é fundamental para projetar tubulações de modo a proporcionar o transporte adequado de fluidos. Relacione as informações importantes com as corretas definições.

I - Número de Deborah

II - Viscoelasticidade linear

III - Fluido dilatante

IV - Fluido de Bingham

P – Apresenta uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação, necessitando de uma tensão crítica para começar a escoar.

Q – Representa uma condição característica de um fluido em escoamento, em que a sua viscosidade não varia com a taxa de deformação imposta.

R – Tem como característica o fato de que, ao se aumentar a taxa de cisalhamento de um fluido em escoamento, a sua viscosidade aumenta.

S – Representa a razão entre o tempo de relaxação característico de um material e o tempo em que esse material é deformado por uma força cisalhante aplicada sobre ele.

T – Condição em que os arranjos moleculares de um fluido não se afastam do equilíbrio, quando uma pequena deformação é aplicada a esse fluido, permitindo que haja uma relação linear entre a tensão e a deformação.

As associações corretas são:

Um tanque cilíndrico contém 2 m³ de um óleo de massa específica ρ= 800 kg/m³ , de forma que o volume de óleo dentro do tanque tenha a profundidade h = 1 m. Um outro tanque, que tem o formato de um tronco de cone com a base inferior maior que a superior, contém 1,4 m³ do mesmo óleo, com a mesma profundidade h = 1 m. Os dois tanques estão abertos e possuem bases circulares idênticas, de área igual a 2 m² , como ilustrado na Figura abaixo.

As pressões manométricas atuantes sobre as bases circulares, no interior dos tanques cilíndrico e tronco-cônico, são, respectivamente, em pascais,

Dado

Aceleração da gravidade: g=10 m/s²

São conhecidas as volatilidades relativas (a 0,101 MPa) entre as espécies abaixo:

I - Propano/Buteno-1: 4,4

II - Propano/Isobutano: 3,6

III - Isobutano/n-Butano: 1,5

IV - n-Butano/i-Pentano: 2,8

V - Isobutano/n-Pentano: 1,35

Qual dessas misturas seria mais difícil de separar por destilação convencional?

A eficiência de separação em hidrociclones é definida como a razão entre a vazão mássica de óleo na corrente de topo e a vazão mássica de óleo na corrente de alimentação. Em uma unidade, emprega-se um hidrociclone para separar uma corrente de vazão 100 kg h^-1 contendo 20% m/m de óleo e 80% m/m de água. A corrente contendo o produto de topo apresenta apenas óleo, enquanto a corrente contendo o produto de fundo é formada por 2 kg h^-1 de óleo e 80 kg h^-1 de água.

A eficiência de separação deste hidrociclone é igual a

Em um processo de extração líquido-líquido, éter etílico é adicionado a uma mistura de água e ácido acético, formando um sistema com massa total de 200 kg e 10% m/m de ácido acético. Atingido o equilíbrio, observa-se a formação de duas fases: uma fase orgânica e uma fase aquosa de 125 kg contendo 4% m/m de ácido acético.

A concentração percentual mássica de ácido acético na fase orgânica é igual a

As características de um processo de flotação são:

• Pressurização de uma solução aquosa com ar seguida por brusca despressurização;

• Necessidade de se evitar a quebra dos flocos formados em uma etapa prévia de floculação.

O processo de flotação que atende a essas características é denominado flotação com ar

Uma forma de prevenir cavitação é comparando as alturas de sucção positiva líquida disponível (NPSHA) e requerida (NPSHR). Considere o sistema com altura de sucção de 2 m e vazão volumétrica de 0,123 m³ /s numa tubulação de 0,125 m de diâmetro.

Nessas condições, o valor de NPSH disponível é

Dados

altura de sucção positiva líquida requerida: 3 m

Pressão de vapor do líquido: 4,25 kPa

Massa específica: 1000 kg/m³

Um dos parâmetros mais importantes na seleção de bombas é sua curva característica. Para cada bomba, essa curva relaciona a vazão volumétrica e a altura de carga da bomba. Essa informação serve como direção para obtenção do ponto em que a bomba deve operar para um dado sistema.

Nesse sentido, referente à curva característica de bombas centrífugas, tem-se que o(a)

A maioria dos medidores de vazão por restrição para escoamento interno é baseada na aceleração de fluidos. A ideia por trás desse tipo de medidor está em relacionar a variação de pressão a uma variação de velocidade, e consequentemente, medir vazão. Considere que um fluido circula em uma tubulação onde o manômetro disponível mede 200 mm de água quando utilizado um medidor tipo placa de orifício com diâmetro de 0,15 m e com coeficiente de vazão de 0,65.

Nessas condições, a vazão volumétrica de fluido nessa tubulação, em m³ /s, é

Dado

Massa específica do fluido = 1,21 kg/m³

Aceleração da gravidade = 10 m/s²

O fator de atrito, ƒ, é utilizado para quantificar a perda de carga em um escoamento plenamente desenvolvido. Esse fator pode ser determinado por correlações empíricas ou através do diagrama de Moody. Dependendo do tipo de regime em que o escoamento se encontra, o fator de atrito pode ser função de mais de um parâmetro adimensional.

Assim sendo, para regime

Em um tubo cilíndrico horizontal de raio R, tem-se uma perda de carga por unidade de comprimento Δ p/L, onde Δ p é a variação da pressão nas extremidades do tubo, e L é o comprimento do tubo.

Se a viscosidade do fluido em movimento é μ, em Pa.s, no regime estacionário de Poiseuille, então, a velocidade no centro do tubo é dada por

Em um tubo em U, colocam-se dois fluidos imiscíveis de densidades distintas, d₁ > d₂ , como na Figura.

Dadas as diferenças de níveis de altura h₁ e h₂ , qual a razão entre as densidades d₁ / d₂ ?

Um objeto pode receber ou emitir calor para o ambiente através da absorção ou emissão de ondas eletromagnéticas. Quando a temperatura do objeto é T₀ , ele emite calor a uma taxa P₀ .

Se a taxa de emissão de calor for 16 P₀ , a temperatura do objeto, em função de T₀ , será

Uma mistura binária ideal líquido-vapor com os componentes 1 e 2 está em equilíbrio e tem a pressão total P₀ . A pressão parcial do componente 1 é mantida sempre como o dobro da pressão parcial do componente 2.

Nessas condições, ao reduzirmos a fração molar na fase líquida do componente 2 em 2/3, nova pressão no sistema, em função de P₀ , será

Em um tubo horizontal com seção reta variável, entra um fluido com velocidade inicial V₀ . Se a razão entre a seção reta de saída e a entrada do tubo é 0,4, então, a velocidade de saída do fluído do tubo, em função da velocidade de entrada, é

Passando por um processo termodinâmico cuja variação de temperatura é ΔT₀ , um gás ideal sofre uma variação de energia interna ΔE₀ .

Se reduzirmos o número de mols à metade e triplicarmos a variação de temperatura, a variação da energia interna do gás será

Moléculas de água dispersas no ar são adsorvidas em uma superfície sólida, atomicamente lisa, formando pequenas gotículas de água. Nesse sistema, o trabalho de adesão entre a superfície e a água é W₀ , e a energia da interface água vapor é 2W₀ /3.

Nesse caso, o cosseno do ângulo de contato formado pelas gotas de água com a superfície é

Uma máquina térmica opera em ciclos gerando um trabalho de W = 200 J/ciclo, absorvendo uma quantidade de calor Q_H = 1000 J/ciclo de uma fonte quente (T_H = 500 K) e rejeitando Q_C = 800 J/ciclo em uma fonte fria (T_C = 200 K). Determine se o ciclo é reversível ou irreversível, e calcule a variação de entropia no Universo, em J/K, a cada realização de um ciclo acima.

A concentração de um gás no ar de uma sala cresce uniformemente a uma taxa de (1,0 g/m³ )/m ao longo de uma dada direção. Este gradiente causa um fluxo do gás que tem por módulo 1,0 x 10^-13 kg/(m² s).

O valor do coeficiente de difusão, em m2 /s, é dado por:

O diagrama de ponto de ebulição da Figura é dado em função da concentração da substância A na mistura A-B.

Qual é a razão entre a concentração molar de A na fase vapor, em relação à líquida para a isoterma de 73°C (fator K)?