Questões de Concurso Comentadas sobre termodinâmica e equilíbrio de fases em engenharia química e química industrial

Na pressão de 1 atm, a água pura entra em ebulição na temperatura de 100 ^oC. Se adicionar 100 gramas de sacarose em 1 litro de água pura, na pressão de 1 atm, qual será a temperatura de ebulição da solução? O valor da constante ebulioscópia da água é de 0,5 °C.kg/mol e a molalidade da solução é de 0,3 mol/kg.

O trióxido de enxofre decompõe-se à alta temperatura em um recipiente selado, em dióxido de enxofre e gás oxigênio. Inicialmente, o recipiente é abastecido a 1000 K com trióxido de enxofre a uma pressão parcial de 0,500 atm. No equilíbrio, a pressão parcial desse mesmo gás passa a ser 0,200 atm. Qual é o valor da constante de equilíbrio para esse sistema?

O sistema formado pelas espécies benzeno e tolueno está no equilíbrio líquido-vapor. Considere que este sistema segue a lei de Raoult. As condições de equilíbrio são: temperatura de 95°C e pressão absoluta de 100 kPa.

Na temperatura de 95°C, a pressão de vapor do tolue no é de 60 kPa e a do benzeno é de 160 kPa. O valor da composição da fase vapor para o benzeno é de

Após certo período de operação de um trocador de calor, pode ocorrer a incrustação de partículas presentes no fluido escoando sobre suas paredes. Esta incrustação resultará em

Da mesma forma que a ____________ serve para definir a condutividade térmica, a __________ define outra propriedade de transporte importante, a difusividade mássica. Na transferência de massa, difusividades mássicas podem ter grandes variações, com as __________ difusividades associadas à difusão em gases e as _____________ difusividades associadas à difusão em sólidos. O fluxo mássico difusivo da espécie “A” representa ______________.

Assinale a alternativa cujas opções completam CORRETAMENTE as sentenças acima, na ordem em que aparecem no texto.

Considere o que se afirma sobre radiação térmica.

I. É a energia emitida pela matéria que está a uma temperatura não nula. A emissão pode ocorrer a partir de gases, líquidos e superfícies sólidas. A radiação também pode incidir sobre uma superfície a partir de suas vizinhanças.

II. A emissão pode ser atribuída a alterações nas configurações eletrônicas dos átomos ou moléculas que constituem a matéria.

III. A transferência por radiação ocorre mais dificilmente no vácuo.

IV. O fluxo térmico emitido por uma superfície real é maior do que aquele emitido por um corpo negro à mesma temperatura.

V. A emissividade é uma propriedade que depende do material da superfície, mas independe de seu acabamento.

Assinale a alternativa em que todas a(s) afirmativa(s) está(ão) CORRETA(S):

Muitos estudos sobre a radiação térmica foram realizados considerando o corpo negro. Um exemplo simples de um corpo negro é possível, fazendo-se uma cavidade em um bloco de material não transparente à radiação térmica e cujas paredes (superfícies internas) estejam em equilíbrio térmico com as radiações eletromagnéticas, internas à cavidade. Assinale a alternativa que apresenta propriedades do corpo negro. 

O Princípio de Le Châtelier estabelece que se um sistema que está em equilíbrio sofre uma perturbação externa, a composição do sistema deslocar-se-á no sentido de contrariar a alteração a que foi sujeita. Diante disto, abaixo está a reação de obtenção da amônia.

𝑁₂(𝑔)+3𝐻₂(𝑔)↔2𝑁H₃(𝑔)

Considere que durante o equilíbrio químico houve uma perturbação no sistema, no qual 𝑯₂ é adicionado ao sistema. Assinale a alternativa correta que descreve a resposta do sistema à perturbação.

Sobre a primeira lei da termodinâmica, marcar C para as afirmativas Certas, E para as Erradas e, após, assinalar a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
(_) A energia interna é distinta das energias potencial e cinética de um sistema, que são formas externas de energia.
(_) Nas aplicações da primeira lei da termodinâmica, todas as formas de energia devem ser consideradas, menos a energia interna.
(_) Para um sistema isolado, a primeira lei requer que sua energia varie.
(_) Para um sistema fechado (mas não isolado), a primeira lei requer que as variações de energia do sistema sejam exatamente compensadas por variações de energia do exterior.

Ao passar por uma turbina adiabática, o vapor inicialmente a 500°C e 3,5 MPa se expande até 200°C e 0,3 MPa, para gerar 750 kW. Qual deve ser a vazão de vapor (em kg/s) para se atender a essa demanda? Dados: para o vapor, nas condições iniciais, H = 3450,9 kJ/kg; nas condições finais, H = 2865,6 kJ/kg.

A transferência de calor pode ocorrer através de três formas distintas. Quais são elas? 

Uma caldeira tem um volume interno de 3,4 m³, sendo que inicialmente 2,8m³ são ocupados por água líquida (ƿ = 1.000Kg/m³) e o restante é ocupado 3 por vapor (ƿ = 65 Kg/m³). A massa inicial total de líquido e vapor na caldeira é:

Pode-se utilizar de vapor como principal fonte de aquecimentos para diversos processos industriais: reatores químicos, trocadores de calor, evaporadores, secadores e inúmeros equipamentos térmicos. Quando uma substância pura está na fase vapor e o vapor na pressão de saturação está a uma temperatura maior do que a correspondente temperatura de saturação, dá-se o nome de vapor:

As máquinas térmicas são dispositivos criados pelo homem para transformar o calor, produzido a partir de uma fonte quente, em energia mecânica utilizável, ou seja, geram trabalho (W). Essas máquinas utilizam a energia do vapor d’água ou da mistura gasosa produzida pela combustão de certos materiais combustíveis ou a energia térmica de outras fontes, gerando um regime contínuo de trabalho (W) mecânico. Apesar dos diferentes tipos de máquinas térmicas, elas obedecem às seguintes características, EXCETO:

Ar comprimido é muito usado nas indústrias para acionamento dos elementos finais de controle. Nesse âmbito, o ar escoa em um conduto com velocidade de 400 m/s, a 27°C.
Assumindo o ar como um gás ideal, o valor aproximado da temperatura de estagnação isentrópica, em kelvin, é
Dado C_p0 = 1,004 kJ/kg K

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