Questões de Concurso Sobre termodinâmica e equilíbrio de fases em engenharia química e química industrial

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Q3302167 Engenharia Química e Química Industrial

Julgue o item seguinte, relativo a métodos de extração de compostos naturais. 


A extração com fluidos supercríticos é limitada apenas a compostos polares, pois o dióxido de carbono supercrítico apresenta baixa afinidade com compostos apolares. 

Alternativas
Q3301955 Engenharia Química e Química Industrial

A respeito das tecnologias de produção do hidrogênio renovável, julgue o item que se segue. 


O processo produtivo que proporciona o maior rendimento e aproveitamento energético do hidrogênio verde é o termoquímico, especialmente porque utiliza o calor (altas temperaturas) para decompor diretamente a água do vapor, liberando o hidrogênio. 

Alternativas
Q3301660 Engenharia Química e Química Industrial
A Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) é uma técnica amplamente utilizada na caracterização de polímeros, pois permite identificar diferentes eventos térmicos de uma amostra. Durante a análise de um polímero amorfo, ou parcialmente cristalino, eventos endotérmicos e exotérmicos podem ser observados, dependendo da estrutura molecular e do histórico térmico da amostra.
Ao analisar uma amostra de polímero por DSC, foi identificado um evento endotérmico caracterizado por uma alteração na linha de base, em aproximadamente 60 °C, conforme mostrado na figura a seguir.


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Com base nessas informações, esse evento pode ser atribuído à: 
Alternativas
Q3299864 Engenharia Química e Química Industrial

Jacques Dubochet foi laureado com o prêmio Nobel de Química em 2017 por suas contribuições no desenvolvimento da técnica de vitrificação, que mais tarde se tornou fundamental na criopreservação de amostras biológicas com finalidade de determinação estrutural. Para montar o aparato de vitrificação, Dubochet utilizou um nebulizador, uma fenda metálica, uma pinça, um recipiente contendo líquido criogênico, água no estado líquido e um filme de carbono. O nebulizador foi empregado para pulverizar a solução aquosa através da fenda metálica. Em seguida, as microgotas que ultrapassavam a fenda eram depositadas sobre a superfície de um filme de carbono preso à pinça, sendo imediatamente submersas no recipiente criogênico por meio de um movimento pendular. O intervalo entre a deposição das gotas e o congelamento era determinado pela geometria do aparato.


A figura a seguir ilustra o protótipo desenvolvido por Dubochet.



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Com base nos conhecimentos sobre a técnica de vitrificação, é correto afirmar:

Alternativas
Q3206860 Engenharia Química e Química Industrial
Na transferência de calor, uma equação muito utilizada no plano cartesiano é a equação da difusão de calor na sua forma geral:

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A equação da difusão de calor pode ser reduzida mediante a dimensão do sólido, a ocorrência ou não de geração de energia, a variação ou não do sistema com o tempo.

Com relação a essa equação, qual das afirmativas a seguir é correta?
Alternativas
Q3206859 Engenharia Química e Química Industrial
Aletas ou superfícies estendidas são sólidos secundários, conectadas em um sólido principal. São utilizadas para aumentar consideravelmente a troca de calor entre um sólido e um fluido. Com relação a aletas, são feitas as seguintes afirmativas:

I. O resfriamento é mais rápido devido a uma maior área de troca de calor.
II. A utilização de superfícies estendidas se dá principalmente com a finalidade de melhorar a transferência de calor nas fronteiras do sólido principal, que ocorre por condução.
III. Uma maneira de elevar a taxa de calor por meio do aumento do coeficiente convectivo, o que pode ser realizado com o aumento da velocidade do fluido que passa pela aleta.

Estão corretas as afirmativas 
Alternativas
Q3206858 Engenharia Química e Química Industrial
A transferência de calor muitas vezes pode ser dependente do tempo, devido a mudanças de condições de contorno do sólido em análise. Um parâmetro utilizado para essa finalidade é o número de Biot – Bi (que representa uma medida da queda de temperatura no sólido em relação à diferença de temperatura entre a superfície e o fluido).
A partir dessa relação, se o número de Biot for muito menor que 1, a resistência à condução no interior do sólido
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Q3206857 Engenharia Química e Química Industrial
Na área industrial, o equipamento utilizado para a troca de calor entre dois fluidos com temperaturas distintas é o trocador de calor. Suas aplicações são de extrema importância, como, por exemplo, o aquecimento ou o resfriamento de fluidos. Um parâmetro essencial utilizado é o coeficiente global de transferência de calor.
O parâmetro de “coeficiente global de transferência de calor” NÃO é obtido a partir
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Q3206855 Engenharia Química e Química Industrial
O diagrama de fases T × x1 × y1, para uma mistura binária ideal 1 + 2 à pressão constante de 1 bar, é apresentado na Figura 3.

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Sobre o comportamento da mistura binária 1 + 2, no que tange às variações de temperatura, das frações molares e da energia de Gibbs, são feitas as seguintes afirmativas:

I. A uma temperatura abaixo das temperaturas de saturação dos componentes 1 e 2, a mistura existe como um líquido sub-resfriado para qualquer fração molar, evidenciando que a energia de Gibbs do líquido é menor que a do vapor em todo intervalo de composição.
II. A 50°C, a mistura 1 + 2 está em equilíbrio líquido-vapor, se as frações molares de líquido e de vapor correspondem aproximadamente a x1 = 0,38 e y1 = 0,75.
III. A uma temperatura acima das temperaturas de saturação dos componentes 1 e 2, a mistura existe como vapor superaquecido, uma vez que as energias de Gibbs do líquido e do vapor são iguais para todo intervalo de composição.
IV. A curva inferior, identificada como T - x1, corresponde à curva de ponto de orvalho, enquanto a curva superior, identificada como T - y1 corresponde à curva do ponto de bolha.

Estão corretas apenas as afirmativas
Alternativas
Q3206853 Engenharia Química e Química Industrial
Para que fosse possível tomar um chá recém feito, uma caneca com 300 mL da bebida inicialmente a 70°C foi deixada na bancada da cozinha e esquecida até alcançar o equilíbrio a 25°C. Admite-se o chá como fluido termodinâmico com propriedades idênticas às da água. No início do processo, considera-se o volume específico do chá igual a 0,001 m³/kg e a entalpia e a entropia específicas iguais a 292,96 kJ/kg e 0,95 kJ/(kgK), nessa ordem. Ao final, a entalpia e a entropia específicas do chá são, respectivamente, 104,87 kJ/kg e 0,37 kJ/(kgK).
Com base nesses dados, qual é, aproximadamente, a variação de entropia do universo?
Alternativas
Q3206852 Engenharia Química e Química Industrial
No que diz respeito ao equilíbrio de fases, considere as propriedades abaixo, relacionandoas às suas definições.

1. Fugacidade
2. Coeficiente de atividade
3. Potencial químico

A. Denota o afastamento de uma mistura binária do comportamento de uma solução ideal.
B. Corresponde à variação da energia de Gibbs de uma mistura, em uma fase específica, resultante da adição de uma quantidade unitária de um componente à mesma fase e mantendo constantes a pressão, a temperatura e as quantidades dos demais componentes. Equivale à energia de Gibbs parcial molar.
C. Desempenha, para gases reais, função análoga à da pressão parcial para os gases ideais. É possível interpretar como uma pressão ajustada que considera os desvios da idealidade.

Qual é a associação correta entre números e letras?
Alternativas
Q3206851 Engenharia Química e Química Industrial
O diagrama de fases para uma mistura A + B, à pressão constante de 2 bar, exibe um azeótropo de máximo em temperatura. A 328 K, as pressões de saturação dos compostos A e B correspondem a 0,68 bar e 0,46 bar, respectivamente.
Com base nesses dados, os coeficientes de atividade dos compostos A e B são, aproximadamente,
Alternativas
Q3206850 Engenharia Química e Química Industrial
Vapor d'água superaquecido a 5 MPa e 700°C flui através de uma turbina isolada com uma velocidade de 315 m/s, conforme ilustrado na Figura 2. O diâmetro da tubulação de entrada é 25 mm. Na saída do equipamento, o vapor úmido com um título de 87% está a 90°C. Considera-se que, na entrada (1), o volume específico e a entalpia específica do vapor d'água correspondem a 0,088 m3 /kg e 3457,7 kJ/kg, nessa ordem, e que, na saída (2), as entalpias da água líquida e vapor correspondem a 376,9 e 2660,1 kJ/kg, respectivamente. 

Figura 2: Escoamento em regime estacionário através de uma turbina isolada.
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Com base nesses dados, desprezando-se as variações de energia cinética e de energia potencial e considerando que a turbina foi projetada corretamente, qual a potência desenvolvida pelo dispositivo?
Alternativas
Q3206848 Engenharia Química e Química Industrial
O ciclo de Rankine ideal para uma planta de potência simples a vapor representado no diagrama T x s, conforme ilustrado na Figura 1, é composto por quatro processos em regime permanente. Cada um dos processos está vinculado a um dispositivo: caldeira, turbina, condensador e bomba.

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A partir dessas informações, qual descrição a seguir NÃO representa o processo que ocorre em um desses dispositivos?
Alternativas
Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Engenheiro – Área Químico |
Q3189962 Engenharia Química e Química Industrial
Durante a análise de uma solução, um engenheiro químico observou que a adição de um soluto não volátil resultou em uma diminuição da pressão de vapor da solução. Ele precisa explicar como isso afeta as propriedades da solução comparado com o solvente puro. Qual das seguintes afirmativas explica CORRETAMENTE o fenômeno observado?
Alternativas
Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Engenheiro – Área Químico |
Q3189960 Engenharia Química e Química Industrial
Um engenheiro químico está avaliando um compressor que opera de forma adiabática e isentrópica, comprimindo um gás ideal de um volume inicial de 10 m³ para um volume final de 2 m³. Qual das afirmações abaixo é verdadeira sobre o comportamento do gás durante a compressão?
Alternativas
Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Engenheiro – Área Químico |
Q3189951 Engenharia Química e Química Industrial
Considere um processo de expansão adiabática de um gás real em um sistema aberto onde a entalpia é mantida constante. Avalie as proposições a seguir sobre o comportamento do gás durante o processo:

I - A temperatura do gás sempre diminui durante uma expansão adiabática.
II - Para um gás real, a expansão adiabática pode resultar em aquecimento se o coeficiente de JouleThomson for negativo.
III - Em uma expansão adiabática de um gás real, a entropia do gás sempre aumenta.

É CORRETO o que se afirma em:
Alternativas
Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Engenheiro – Área Químico |
Q3189941 Engenharia Química e Química Industrial
Em uma mistura binária de benzeno e tolueno, o ponto de bolha é a temperatura em que a primeira bolha de vapor se forma ao aquecer a mistura. Se a fração molar do benzeno é 0,4, qual das seguintes afirmações sobre o comportamento da mistura no ponto de bolha é verdadeira?
Alternativas
Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Engenheiro – Área Químico |
Q3189940 Engenharia Química e Química Industrial
Em um sistema fechado, um gás ideal é comprimido de forma isotérmica, reduzindo seu volume inicial de 5 m³ para 2 m³. Se a temperatura permanece constante durante o processo, qual é a relação entre a pressão final e inicial do gás?
Alternativas
Q3319849 Engenharia Química e Química Industrial
O parâmetro de empacotamento crítico (PEC) de um tensoativo é definido segundo a equação "PEC = v / (l α) ", onde “ ” é o volume de uma cadeia, “ α ” é a área da seção transversal da cabeça polar do tensoativo e “ ” é o comprimento de sua cadeia alquílica estendida conforme ilustra a imagem abaixo:

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Fonte: REIS, M.Y.F.A. et al. A General Approach on Surfactants Use and Properties in Drug Delivery Systems. Current Pharmaceutical Design v. 27, n. 42, p. 4300–4314, 10 nov. 2021 (Adaptado).

Qual o valor do PEC para que a estrutura micelar seja uma “micela esférica”?
Alternativas
Respostas
1: E
2: E
3: C
4: E
5: D
6: B
7: B
8: D
9: D
10: D
11: A
12: D
13: B
14: B
15: B
16: C
17: E
18: E
19: E
20: A