Questões de Concurso Público Transpetro 2011 para Químico de Petróleo Júnior

As indústrias, em geral, trabalham constantemente com fluidos escoando pelo interior de tubos. Imagine que água deva ser transportada através de um tubo cilíndrico, cujas superfícies são mantidas a uma temperatura constante igual a 80 °C. A água entra no tubo a 40 °C e sai a 60 °C, escoando com uma taxa mássica de 0,03 kg. s^-1 . A média logarítmica de diferença de temperatura é aproximadamente 30 °C. O tubo tem diâmetros interno e externo, respectivamente, iguais a 10 cm e 12 cm, e um comprimento de 10 m. Sabe-se que, se o regime de escoamento da água for laminar, o número de Nusselt será igual a 3,66 (temperatura constante na parede) e, se for turbulento, Nusselt será calculado por Nu = 0,02(Re/200)(Pr/2).
De acordo com as informações fornecidas, a taxa de calor trocado entre a água e a parede do tubo é, em watts, igual a

Dados: massa específi ca da água = 1000 kg. m ⁻³
condutividade térmica da água = 0,6 W. m−1. K ⁻¹
viscosidade cinemática da água = 5 x 10−7 m2. s ⁻¹
condutividade térmica do tubo = 60 W. m−1. K ⁻¹ prandtl = 3 π = 3

A equação de Bernoulli é usada para calcular a queda de pressão de um fluido incompressível que escoa em regime permanente em uma tubulação horizontal de diâmetro uniforme.
Se representarmos por Δp₅ e Δp₁₀  as quedas de pressão previstas para, respectivamente, 5 m e 10 m de tubulação, então, Δp₅ será igual a

Considere o grupo adimensional P x H/(V x S) relacionado ao escoamento de fluidos, onde P é queda de pressão, H é uma distância característica no problema sob análise, e V é viscosidade absoluta.
Representando comprimento por L, massa por M, e tempo por T, as dimensões físicas de S são

O gráfico da figura acima refere-se ao método de McCabe-Thiele da separação por destilação da mistura AB.
Para a separação dada, a mínima razão de refluxo externa de topo é

Uma corrente gasosa com vazão molar de 40 kmol/h e contendo ar e 5% molar de acetona é tratada, para remover 80% da acetona presente, em uma coluna de absorção que opera a 300 K e 101,3 kPa. A água é usada como solvente com vazão molar de 100 kmol/h. A equação de equilíbrio do sistema acetona – ar – água é y = 2,53x onde y e x são as composições molares da fase líquida e da fase gasosa em equilíbrio.
A composição molar de acetona do produto líquido é, aproximadamente,