Questões de Concurso Público IF Sul Rio-Grandense 2025 para Professor EBTT - Área 29: Engenharias II/Engenharia Química

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Q3206866 Não definido
As máquinas de fluxo podem ser classificadas de maneira ampla em dois tipos: máquinas de deslocamento positivo e máquinas dinâmicas, dependendo da forma como a energia é transferida. Alguns tipos de bomba com boa vedação são capazes de gerar uma pressão de vácuo considerável em sua entrada, mesmo estando secas, permitindo-lhes elevar um líquido situado a vários metros abaixo de sua posição.

A bomba acima descrita é classificada como 
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Q3206867 Não definido
Considere um escoamento em regime permanente, bidimensional, incompressível no plano xy para o qual a função corrente é assim definida:

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Considere, também, que a, b e c são constantes.

Com base nessas informações, quais são, respectivamente, as componentes y e x do campo de velocidade correspondente?
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Q3206868 Não definido
Considere a difusão unidimensional, em geometria cartesiana, sem reação química e com propriedades físicas constantes, e em regime permanente de uma mistura de dois componentes A e B. As frações molares desses componentes podem ser denominadas yA e yB, respectivamente. Considere, também, estes dois casos: Contradifusão equimolar (caso 1) e Difusão de A em B inerte e estagnado (caso 2).

Com base nessas informações, o valor da razão entre o fluxo molar de A (calculado pelo caso 1) sobre o fluxo molar de A (calculado pelo caso 2) é
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Q3206869 Não definido
Alguns números adimensionais importantes para a convecção mássica forçada são os números de Stanton (StM), Schmidt (Sc) e Sherwood (Sh).

Relacione as duas colunas abaixo, estabelecendo conexão entre os números adimensionais mencionados e suas definições.

1 – StM          
2 – Sc            
3 – Sh          

A – Relação entre o fenômeno da convecção mássica e a contribuição convectiva em razão do movimento do meio. 
B – Razão entre resistência à difusão e resistência à convecção mássica. 
C – Relação entre as forças viscosas e o fenômeno da difusão. 

Qual a associação correta entre números e letras?
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Q3206870 Não definido
Considere a difusão unidimensional, no plano cartesiano, em estado estacionário, de um gás A em um líquido B, sendo o meio estacionário e homogêneo. Esse processo ocorre com coeficiente de difusão DAB e concentração total constantes. A concentração de A na superfície, origem do eixo, do líquido é constante e igual a CA0. Suponha que o gás seja consumido à medida que difunde no meio líquido segundo uma reação de ordem zero, com taxa de consumo constante, k0. A uma distância x1 da superfície do líquido, o gás foi totalmente consumido.

Com base nesses dados, o perfil de concentração do gás no meio líquido é
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Q3206871 Não definido
Considere a difusão com reação química heterogênea na superfície de uma partícula catalítica não porosa. A partícula do catalisador está envolta em um filme gasoso estagnado. Considere, também, a seguinte reação irreversível e de pseudoprimeira ordem A → B. O problema é unidimensional em geometria cartesiana no estado estacionário. A é o soluto reagente e B é o produto, sendo que ambos difundem em contradifusão equimolar. Na fronteira superior do filme estagnado, a fração molar de A é yA0; ao percorrer uma distância δ até a superfície do catalisador, a fração molar de A em δ é y.

Também deve ser considerado que a concentração total e as propriedades físicas são constantes. O termo Imagem associada para resolução da questão (em que DAB e kS são o coeficiente de difusão binário e a constante de velocidade da reação, respectivamente) relaciona as resistências à reação química heterogênea irreversível na superfície de uma partícula e à difusão em um filme gasoso que envolve o catalisador.

Com base nessas informações, qual a afirmação correta, dentre as apresentadas a seguir?
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Q3206872 Não definido
Considere estas informações: 50 mol/h de uma corrente gasosa composta de ar (70% em base molar) e SO2 passam por um processo de absorção em uma corrente líquida de água pura inicialmente, sendo que apenas SO2 é transferido para a fase líquida. O gás que sai do processo está em equilíbrio a 1 atm. Nessas condições, considere, também, a pressão de vapor da água e do SO2 na fase gasosa como 31,6 mmHg e 176 mmHg, respectivamente; a fase gasosa ideal; 1 atm = 760 mmHg.

Sabendo-se que a fração molar da água no efluente líquido é de 94% em base molar, a razão entre as vazões molares inicial e final de líquido é, aproximadamente
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Q3206873 Não definido
Considere estas informações: (a) uma solução saturada de determinado sal entra em um cristalizador a 90 ºC e com vazão mássica de 80 kg/h; (b) uma solução saturada sai do cristalizador a 50ºC a 51,42 kg/h; e (c) a solubilidade desse sal a 90 ºC é de 180 g para cada 100 g de água.

Com base nessas informações, a solubilidade desse sal a 50 ºC é aproximadamente
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Q3206874 Não definido
Na extração líquido-líquido, é necessário que as duas fases sejam colocadas em contato para permitir a transferência de massa e, em seguida, elas devem ser separadas. Diferentemente da absorção de gás e da destilação, a extração apresenta desafios adicionais devido a características específicas das fases envolvidas. Por exemplo, as duas fases frequentemente possuem ____________, o que reduz a energia disponível para mistura e separação, especialmente quando o ____________ é utilizado. Além disso, as fases apresentam ____________, o que dificulta tanto o processo de mistura quanto o de separação.

As expressões que preenchem, correta e respectivamente, as lacunas dessa sentença são: 
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Q3206875 Não definido
Na destilação multicomponente, assim como na destilação de misturas binárias, o cálculo dos estágios de equilíbrio considera balanços de massa e energia, além dos equilíbrios entre as fases líquida e vapor. É possível escrever um balanço de massa para cada componente da coluna, seja analisando o sistema como um todo, seja analisando cada estágio individualmente. Entretanto, apenas um balanço de energia é necessário para a coluna inteira ou para cada estágio.
Sobre o fracionamento de misturas multicomponentes e binárias, analise as afirmações a seguir, assinalando, nos parênteses, (V), para as verdadeiras, e (F), para as falsas.

( ) Pratos ideais são assumidos para o projeto em cascata. O número de estágios é ajustado posteriormente, para levar em conta a eficiência dos pratos. ( ) O método mais comum para cálculos em destilação binária envolve assumir um determinado número de pratos acima e abaixo da alimentação para uma determinada razão de refluxo; logo, então, determina-se o nível de separação possível de ser alcançado.
( ) As condições de refluxo total e refluxo mínimo, no fracionamento de misturas multicomponentes, são determinadas para validar o projeto da coluna de destilação.
( ) A abordagem preferida do projeto da coluna de destilação, em sistemas multicomponentes, baseia-se na determinação prévia da separação desejada, para então se determinar o número de pratos acima e abaixo da alimentação.

A sequência correta, de cima para baixo, é:
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Q3206876 Não definido
Um leito fluidizado é utilizado para a secagem de partículas esféricas com massa específica de 1500 kg/m3 e diâmetro médio de 0,2 mm. O fluido utilizado para secagem é o ar, com massa específica de 1,2 kg/m3 , viscosidade dinâmica de 1,8x10-5 Pa.s e vazão igual a 0,03 m3 /s. Durante a operação, deseja-se que o leito funcione com uma velocidade superficial igual a 3 vezes a velocidade mínima de fluidização. A velocidade terminal para uma partícula individual no ar, para um número de Reynolds baixo, foi determinada experimentalmente, sendo apresentada na Figura 4.

Figura 4 - Velocidade mínima de fluidização em função do diâmetro médio da partícula
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A Tabela 1 apresenta as opções de tubos de aço inox disponíveis.

Imagem associada para resolução da questão

A partir desse conjunto de dados, o diâmetro nominal aproximado do leito fluidizado para que o sistema trabalhe nesta condição operacional deve ser 
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Q3206877 Não definido
Os estudos da fluidodinâmica que envolvem o contato fluido-partículas são fundamentais para o aprendizado de operação e projeto de equipamentos, como adsorção, secagem, reatores catalíticos, leito fluidizado, leito fixo, entre outros.
Sobre à fluidodinâmica em sistemas particulados e granulares, analise as afirmações a seguir, assinalando, nos parênteses, (V), para as verdadeiras, e (F), para as falsas.

( ) A fluidodinâmica que envolve o contato fluido-partículas utiliza-se sempre de referenciais Eulerianos e Lagrangianos.
( ) O modelo Lagrangiano deve ser empregado em processos com grande concentração de sólidos.
( ) O modelo Euleriano pode ser empregado para a fase particulada, desde que ela possa ser considerada como um fluido contínuo.

A sequência correta, de cima para baixo, é:
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Q3206878 Não definido
Um engenheiro foi contratado para prestar consultoria em uma empresa que pretende produzir bioprodutos. A etapa final consiste em um processo de secagem em leito fluidizado. Para elaborar seu projeto, o engenheiro solicitou uma análise granulométrica do material seco, produzido em laboratório. A classificação granulométrica foi implementada através de peneiramento de uma amostra de 100 g de sólidos particulados. O resultado obtido está apresentado na Tabela 2.

Tabela 2 - Distribuição granulométrica da amostra.
Imagem associada para resolução da questão

A Tabela 3 traz a relação entre mesh e a abertura da malha da peneira em μm.

Tabela 3 - Relação entre mesh e abertura da malha - μm
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Para o projeto do Leito Fluidizado, é necessário determinar um diâmetro que assegure que 94% dos sólidos permaneçam no leito.

Baseando-se nos dados das Tabelas 2 e 3, o diâmetro a ser utilizado nos cálculos é
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Q3206879 Não definido
Os sedimentadores são geralmente classificados de acordo com sua geometria e o tipo de alimentação da suspensão. O sedimentador contínuo convencional, por exemplo, é um tanque dotado de dutos para alimentação, saída de clarificado e descarte do espessado.

Com base nas hipóteses e nos fundamentos para a formulação e projeto de sedimentadores, qual das afirmações a seguir está correta?
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Q3206880 Não definido
Em um processo industrial, partículas sólidas são separadas em um elutriador operando com fluxo ascendente de líquido. Para assegurar a separação correta, é necessário calcular a velocidade terminal das partículas no líquido. Considere que as partículas têm massa específica de 2,7 g/cm3 , diâmetro equivalente de 90 μm – diâmetro da esfera de mesmo volume – e esfericidade de 0,85. O líquido utilizado tem massa específica de 1,0 g/cm3 e viscosidade dinâmica de 0,8 cP.

Considere que o elutriador opera com uma concentração volumétrica de partículas de 12% e uma velocidade ascendente do fluido de 0,18 cm/s. Despreze o efeito das paredes do tubo. Lembre-se de que, para partículas esféricas, a velocidade corrigida pela concentração do meio pode ser dada por: Imagem associada para resolução da questão Considere, também, estas informações: 
U = velocidade terminal da partícula corrigida
uT = velocidade terminal da partícula
CV = concentração volumétrica de partículas
Imagem associada para resolução da questão

Com base nesse conjunto de informações, a velocidade terminal das partículas, considerando o regime de sedimentação e a influência da concentração volumétrica do sistema é
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Q3206881 Não definido
O ciclone é um equipamento muito comum para separação de partículas sólidas, utilizando a força centrífuga para intensificar a separação por densidade e tamanho. A concentração de partículas sólidas afeta a eficiência de separação. Em uma fábrica de cimento, foi detectada a redução da eficiência em um dos ciclones. A tarefa de identificação do problema ficou a cargo do estagiário, em cujo relatório ele fez as seguintes observações:

( ) Constatou-se a inércia das partículas, que equaliza o momento em camadas adjacentes do gás, diminuindo a componente tangencial de velocidade.
( ) Verificou-se o aumento do atrito entre a mistura gás-partículas e a parede do ciclone, em virtude do depósito das partículas, que também reduz a componente tangencial de velocidade.
Analise as observações feitas pelo estagiário, assinalando, nos parênteses, (V), para as verdadeiras, e (F), para as falsas.

A sequência correta, de cima para baixo, é:
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Q3206882 Não definido
Um filtro a vácuo de laboratório, com seção circular de diâmetro 100 mm, é utilizado para a filtração de uma solução de carbonato de cálcio. O processo é mantido à pressão constante, e a solução apresenta uma concentração de sólidos na solução a ser filtrada igual a 30,0 g/L. Os dados experimentais de volume de filtrado em função do tempo estão apresentados na Tabela a seguir:

Imagem associada para resolução da questão

Considere que a filtração foi realizada a 20°C. Considere, também, a equação geral da filtração para pressão constante:

Imagem associada para resolução da questão

Nessa equação, considere as seguintes informações:

Imagem associada para resolução da questão

Com base nos dados fornecidos e considerando que o processo de filtração é conduzido à pressão constante, o valor aproximado da resistência do meio filtrante (Rm) é
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Q3206883 Não definido
Em uma coluna de destilação, a separação dos componentes ocorre devido ao contato entre as fases líquida e vapor ao longo dos estágios. A coluna pode ser dividida em duas seções principais: a seção de retificação (acima do ponto de alimentação) e a seção de stripping (abaixo do ponto de alimentação). Uma coluna de destilação é utilizada para separar uma mistura binária em que o componente mais volátil deve ser recuperado no topo com alta pureza. O número de estágios teóricos e a eficiência do processo são afetados diretamente por diferentes variáveis operacionais e de projeto.
Considere as seguintes afirmações:

( ) O aumento da relação de refluxo em uma coluna de destilação reduz o número de estágios teóricos necessários para atingir uma mesma especificação de pureza no topo da coluna.
( ) A concentração do produto de topo sem o refluxo não pode ser maior do que a concentração do vapor que sobe do prato de alimentação.

Analise as observações acima, assinalando, nos parênteses, (V), para as verdadeiras, e (F), para as falsas.

A sequência correta, de cima para baixo, é:
Alternativas
Q3206884 Não definido
Um processo industrial foi projetado para clarificar uma corrente contendo polifenóis solúveis em água e fibras insolúveis, utilizando um tanque de sedimentação. A corrente apresenta uma vazão de 20 L/h, concentração de 100 g/L e concentração de sólidos na lama de 200 g/L. A massa específica das partículas é de 1,5 g/cm3 , enquanto a do líquido é de 1,0 g/cm3 .

Durante os testes de sedimentação em uma proveta, foram obtidos os seguintes dados para a altura da interface sólido-líquido em função do tempo: 

Imagem associada para resolução da questão

Vale lembrar que o Método de Kynch pode ser utilizado para determinação da área do sedimentador, utilizando apenas um ensaio, como o apresentado nessa tabela. Dentre as hipóteses do Método, pode-se listar:

1. A concentração volumétrica das partículas ɛP0 é considerada como distribuída de forma homogênea por todo o volume do recipiente ao longo da altura inicial da interface Z0 .
2. Na zona de clarificação, não existem partículas, o que leva a Imagem associada para resolução da questão onde Zi é a intersecção da tangente à curva de sedimentação no tempo i.
3. Para calcular a área do sedimentador, pode-se utilizar a equação A Imagem associada para resolução da questão onde os subscritos A, i e L referem-se à alimentação, à camada limitante e à lama, respectivamente; e Q é a vazão volumétrica da suspensão.

Sabendo que a velocidade de sedimentação pode ser obtida pela variação da altura da interface ao longo do tempo, o valor aproximado do diâmetro do tanque de sedimentação necessário para obter a clarificação desejada é
Alternativas
Q3206885 Não definido
Um leito fixo preenchido com partículas esféricas de diâmetro médio igual a dp = 3 mm está sendo utilizado para filtrar água. O leito possui uma altura H = 0,5 m e uma porosidade de ε = 0,4. A água a 20°C, com uma vazão volumétrica de Q = 0,002 m3 /s, atravessa o leito. A seção transversal do leito tem um diâmetro de D = 0,2 m.

As propriedades da água são: massa específica ρ = 998 kg/m3 e viscosidade dinâmica μ = 0,001 Pa.s. O escoamento ocorre no regime laminar. A queda de pressão no leito pode ser estimada pela equação de Ergun: 
Imagem associada para resolução da questão

Nessa equação, v é a velocidade superficial.

Baseando-se nessas informações, o valor aproximado para a queda de pressão estimada para o leito é
Alternativas
Respostas
21: A
22: C
23: C
24: D
25: A
26: B
27: D
28: B
29: A
30: C
31: B
32: D
33: C
34: C
35: B
36: D
37: A
38: B
39: D
40: C