Questões de Engenharia Química e Química Industrial - Termodinâmica e Equilíbrio de Fases para Concurso

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Q1090803 Engenharia Química e Química Industrial
Em um sistema em equilíbrio, 3 mols de gás nitrogênio encontram-se saturados com 2 mols de vapor d’água a 333 K. Nessa temperatura, a pressão de vapor da água é 20 kPa.
Nesse sistema, a pressão parcial do gás nitrogênio, em kPa, corresponde a
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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.
Imagem associada para resolução da questão

Considerando-se o hélio um gás ideal, a transformação
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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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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.
Imagem associada para resolução da questão

Nesse contexto, em referência ao diagrama, a passagem de
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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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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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Q1090291 Engenharia Química e Química Industrial
Um sistema formado por CO2 saturado com vapor d’água apresenta pressão total de 100 kPa a 363 K. Nessa temperatura, a pressão de vapor da água é 70 kPa.
A fração molar do CO2 na mistura é igual a
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Q1090289 Engenharia Química e Química Industrial
Em um sistema mantido a 300 K, 4 g de H2 se expandem isotermicamente e reversivelmente de 5 para 10 L.
Assumindo-se o comportamento de gás ideal para o H2, o trabalho de expansão realizado por esse gás, em kJ, é igual a
Dado Constante dos gases: 8,31 J mol-1 K-1 ln 2 = 0,69 Massa molar H2 : 2 g mol-1
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Q1090283 Engenharia Química e Química Industrial
Um engenheiro de processamento está analisando um ciclo frigorífico que utiliza freon-12 como fluido de trabalho e decide fazer essa análise adotando a hipótese de que o ciclo seja ideal. É de conhecimento que esse ciclo tem capacidade de refrigeração de 4 kW, ao passo que o coeficiente de eficácia e o trabalho no compressor são iguais a 4 kJ/kg e 20 kJ/kg, respectivamente.
Qual é a vazão de refrigeração nesse ciclo frigorífico?
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Q1090277 Engenharia Química e Química Industrial
O Primeiro Princípio da Termodinâmica, princípio da conservação da energia, relaciona a variação de energia interna de um sistema com o calor e trabalho. Um gás está contido num cilindro com êmbolo móvel, a uma pressão de 6,0.104 N/m2. São fornecidos ao sistema 10 kJ de calor à pressão constante, e o volume do gás sofre uma expansão de 50 L.
O trabalho realizado e a variação de energia interna nessa transformação em Joule, são, respectivamente,
Dado 1 Pa = 1 N m-2
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Q1090272 Engenharia Química e Química Industrial
Uma bola é inflada com 0,005 L de um gás ideal e está inicialmente na superfície de um tanque com água, conforme representado na Figura abaixo. Essa bola é capaz de se expandir ou se comprimir de acordo com as variações de pressão.
Imagem associada para resolução da questão
Qual o volume dessa bola, quando ela atingir a profundidade de 50 metros?
Dado A temperatura é constante e igual a 25°C. 1 atm = 10 m
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Q1090271 Engenharia Química e Química Industrial
O diagrama de fases pode ser representado por gráficos em função de P x T a partir das equações de pressão de vapor de um ou mais componentes. Na construção desses gráficos, é possível encontrar a temperatura normal de ebulição, utilizando-se a equação para a pressão de vapor do líquido a pressão atmosférica. Sabe-se que as pressões saturadas de vapor para as fases sólida e líquida se cruzam no ponto triplo e que a temperatura, Tpt, do ponto triplo é de 1260 K.
As equações para a pressão de vapor do NaF sólido e líquido com a pressão são, respectivamente, as seguintes:
Inp = Imagem associada para resolução da questão - 2,01lnT + 33,740 Inp = Imagem associada para resolução da questão - 2,52lnT + 34,660
O calor de fusão, ∆H, do fluoreto de sódio (NaF), no ponto triplo, em KJ, é
Dado pressão na equação em (atm), temperatura na equação em (K) e constante dos gases R = 8,3144 JK-1 mol-1
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Q1090270 Engenharia Química e Química Industrial
Um gás realiza um escoamento adiabático, com uma vazão mássica constante, em um tubo horizontal de área da seção reta também constante. Sabe-se que o volume específico e a velocidade aumentam de acordo com a equação da velocidade máxima (umax) do escoamento neste tubo. Considere que ocorre um processo de escoamento permanente em um sistema de fluidos monofásicos e que o volume de controle só tem uma entrada e uma saída. Qual a expressão do valor da velocidade máxima (umax)?
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Q1090269 Engenharia Química e Química Industrial
Uma máquina térmica de uma central termoelétrica opera entre um reservatório térmico a 823 K e o ambiente a 300K. Sabe-se que a taxa de transferência de calor do reservatório a alta temperatura para a máquina é de 1 MW, e a potência da máquina, ou seja, a taxa de realização de trabalho é de 450 KW.
A eficiência dessa máquina térmica é de
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Q1090268 Engenharia Química e Química Industrial
Considere a função de estado da energia interna U=U(S,V) e sua expressão diferencial dU=TdS-pdV. Correlacione com a entalpia H=H(S,P) e sua expressão H=U+PV.
A relação de Maxwell correspondente é
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Q1090267 Engenharia Química e Química Industrial
Um metal apresenta massa de 1 kg e sofre uma pressão, em um processo isotérmico e reversível, de 0,5 a 100 MPa. Sabendo-se que a temperatura do bloco é de 298 K, o calor transferido em J por Kg desse metal nessa mudança de fase é
Dado Expansão volumétrica = α = 5,0 x 10-5 K-1 Volume específico = v = 0,000114 m3/Kg
Alternativas
Respostas
161: C
162: D
163: A
164: D
165: A
166: E
167: C
168: B
169: B
170: A
171: B
172: A
173: E
174: C
175: B
176: C
177: C
178: B
179: E
180: D