Questões de Concurso Sobre engenharia química e química industrial

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Q1090802 Engenharia Química e Química Industrial
Dióxido de carbono é armazenado em um recipiente nas seguintes condições-padrão: temperatura 273 K e pressão 100 kPa.
Assumindo que o dióxido de carbono apresente comportamento de gás ideal, sua densidade, em kg m-3, nessas condições, é aproximadamente igual a
Dados Massa molar do dióxido de carbono: 44 g mol-1 Constante universal dos gases ideais: 8,31 Pa m3 mol-1 K-1
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Q1090642 Engenharia Química e Química Industrial

Um técnico precisa austenitizar dois aços ao carbono com (aço A) 0,3% massa de C e (aço B) 0,75% massa de C.

Considerando-se o diagrama de equilíbrio do sistema Fe-C, a melhor temperatura para tratar simultaneamente os dois aços é:

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Q1090398 Engenharia Química e Química Industrial
Uma determinada quantidade de gás hélio foi estudada em laboratório, e as transformações por ele sofridas foram plotadas no gráfico mostrado na Figura abaixo.
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Considerando-se o hélio um gás ideal, a transformação
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Q1090310 Engenharia Química e Química Industrial
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.
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Analisando-se os coeficientes linear e angular de cada reta, verifica-se que o experimento conduzido com o menor Δp foi o
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Q1090309 Engenharia Química e Química Industrial
Considere que foi desenvolvido um modelo empírico, relacionando-se dados experimentais de vazão volumétrica, q, de um líquido através de uma válvula e a diferença entre as pressões a montante, P1, e a jusante da mesma, P2, tal que: 
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em que a constante Cv foi estimada por regressão não linear.
Considerando-se as três dimensões fundamentais MLt, a dimensão de Cv para consistência dimensional é
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Q1090308 Engenharia Química e Química Industrial
Na análise da absorção de um soluto (diluído), absorvido da fase gasosa para a fase líquida (solvente), estima-se a altura da torre l (em m) como:
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tal que G e L são, respectivamente, as vazões molares de gás e líquido por unidade de área (em kgmol/sm2); m* é a constante de equilíbrio; Ky a é o coeficiente global de transferência de massa vezes a área por volume (em kgmol/sm); y0 e yl são as frações molares do soluto no gás na entrada e na saída da torre, respectivamente, e x0 e xl são as frações molares do soluto no solvente na saída e na entrada da torre, respectivamente.
Para um dado problema, os valores numéricos (no sistema SI) são conhecidos, e os termos da equação acima foram calculados, aproximadamente, como:
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tal que as unidades (quando há) foram omitidas aqui propositadamente.
Usando-se o conceito da literatura de “número de unidades de transferência” (NTU) e “altura de uma unidade de transferência” (HTU), tem-se, nesse caso:
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Q1090307 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q1090306 Engenharia Química e Química Industrial
Um dos problemas que podem causar redução drástica de eficiência em bombas centrífugas é o fenômeno de cavitação. Além de causar redução de eficiência, a cavitação provoca desgaste na superfície da bomba devido à erosão. Para evitar essa cavitação, os parâmetros — o NPSH disponível (NPSHA) e o NPSH requerido (NPSHR) — devem ser comparados, visando a determinar as condições em que a cavitação não ocorreria. Um engenheiro determinou que a vazão de operação da bomba em um dado sistema é 0,0123 m3/s, com diâmetro de 0,125 m. O tanque jusante da bomba está à mesma altura da bomba, e a pressão de sucção no tanque é de 34kPa.
Desconsiderando-se as perdas de carga maiores e menores, NPSHA, em metros, e a vazão volumétrica de operação para uma operação segura de cavitação são assim determinados:
Dado altura de sucção positiva líquida requerida: 4 metros Pressão de vapor do líquido: 4,25 kPa Massa específica: 1000 kg/m3
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Q1090305 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q1090304 Engenharia Química e Química Industrial
O número de Reynolds representa a relação entre as forças viscosas e de inércia. Esse número adimensional é usado por engenheiros e cientistas para determinar se o regime de escoamento é laminar ou turbulento, e por isso, é de vital importância em projetos de engenharia. Um engenheiro observou que, com número de Reynolds 10000, o escoamento em um tubo se tornou plenamente turbulento.
Para que a observação do engenheiro responsável seja verdade para uma tubulação de diâmetro 0,1 m, que escoa um fluido de massa específica 1000 kg/m3 e viscosidade dinâmica de 0,00001 Pa.s, a vazão volumétrica, em m3/s, é de
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Q1090303 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q1090301 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q1090300 Engenharia Química e Química Industrial
No diagrama de fase PT apresentado abaixo, o estado físico de uma substância pode mudar apenas alterando o valor de uma variável e permanecendo a outra variável constante.
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Nesse contexto, em referência ao diagrama, a passagem de
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Q1090299 Engenharia Química e Química Industrial
Uma indústria de produtos alimentícios possui um reator do tipo CSTR em um processo de mistura intensa. A função desse reator é processar a reação de hidrólise do anidrido acético (1a ordem em anidrido) com excesso de água a 25 °C e 1 atm. Essa reação está expressa abaixo:
C4H6O3 + H2 O → 2 CH3COOH
A reação deverá produzir 20 kg/h de ácido acético, a constante de velocidade é aproximadamente 0,05 min-1 , a concentração inicial de anidrido acético é de 100 g/L, e a conversão, de 80%.
O volume aproximado, em litros, desse reator é
Dados Massa Molar do Ácido Acético (CH3COOH) = 60 g/mol Massa Molar do Anidrido Acético (C4H6O3 ) = 102 g/mol
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Q1090298 Engenharia Química e Química Industrial
Duas funções de transferência de malha fechada que representam partes de um sistema industrial são dadas por G1(s) e G2(s), que se apresentam abaixo.
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Para controle dessas malhas, um engenheiro deve levar em consideração vários fatores, como estabilidade, margem de fase, ganho, entre outros.
Nesse caso, em relação às funções de transferência G1(s) e G2(s), tem-se o seguinte:
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Q1090297 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q1090296 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q1090295 Engenharia Química e Química Industrial
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
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Q1090294 Engenharia Química e Química Industrial
Uma mistura gasosa de hidrocarbonetos é formada por 0,4 mol de CH4, 0,7 mol de C2H6 e 0,9 mol de C3H8 . Essa mistura se encontra em um reservatório sob pressão total de 200 kPa.
A pressão parcial de CH4 nessa mistura é igual a
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Q1090292 Engenharia Química e Química Industrial
Uma amostra de N2 é mantida no estado líquido a 60 K. Ao ser posta sob Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), a amostra passou ao estado gasoso e ocupou o volume de 0,112 m3. Considere que o gás formado tenha comportamento ideal e que, nas CNTP, o volume molar de um gás ideal é 2,24 x 10-2 m3 mol-1.
A massa da amostra, em gramas, de N2 líquido que evaporou é igual a
Dado Massa molar do N2 : 28 g mol-1
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Respostas
1061: D
1062: A
1063: D
1064: E
1065: A
1066: C
1067: A
1068: A
1069: D
1070: A
1071: E
1072: E
1073: C
1074: B
1075: E
1076: B
1077: C
1078: C
1079: B
1080: A