Questões de Concurso

Os fenômenos naturais podem ser compreendidos por meio das leis da Termodinâmica. Sobre elas e as propriedades da matéria NÃO é correto afirmar:

No laboratório de controle de qualidade de uma indústria petroquímica, equivocadamente uma amostra de benzeno puro foi misturada à outra de hexano, também puro. Com o objetivo de determinar a composição molar da mistura, uma pequena amostra foi transferida para recipiente fechado e mantida a 25 ºC até que o equilíbrio líquido-vapor fosse estabelecido. Então, o vapor da mistura foi analisado por cromatografia gasosa, que indicou haver 25 %, em mol, de hexano. Considerando o sistema ideal e que a pressão de vapor do hexano puro é 135 mmHg e do benzeno é 95,1 mmHg, a 25 ºC, assinale a alternativa que contem a porcentagem molar de hexano no líquido em equilíbrio com o vapor a 25 ºC.

Observe o gráfico que demonstra a região de duas fases e a continuidade dos estados.

De acordo com a figura anterior, analise as afirmativas a seguir.

I. Os pontos A e C pertencem à mesma isoterma.

II. O ponto C representa um estado gasoso e o ponto A um sólido obtido comprimindo-se o gás isotermicamente.

III. A reta EA mostra quando o volume é mantido constante e o gás é resfriado, diminuindo a pressão.

IV. Em nenhum instante dessa série de mudanças o ponto que representa o estado do gás passou através da região de duas fases.

Estão corretas as afirmativas

Afirma-se que ΔG é o critério básico de espontaneidade. Uma reação ocorre espontaneamente se ΔG tem valor negativo. Lembrando que por tratamento termodinâmico, a fórmula da variação da energia livre padrão é definida por: ΔG^o = – RT ln K. Se substituirmos R por 8,31 x 10^–3 (quilojoules por Kelvin) e ln K por 2,30 log₁₀ K, tem-se a seguinte fórmula descrita:

ΔG^o (em quilojoules) = –2,30(8,31 x 10^–3 )T log₁₀K = –0,0191T log₁₀K

Assinale a alternativa que NÃO contempla a energia livre padrão em sua fórmula substituída:

Um gás ideal, inicialmente em (p₀ ,V₀ ,T₀), passa por um processo termodinâmico constituído por duas etapas: I) uma expansão isobárica até 2V₀ ; II) uma compressão isotérmica até V₀ .
Sendo (p_f ,T_f ), respectivamente, a pressão e a temperatura ao fim do processo acima, podem ser escritas essas duas grandezas, em função de (p₀ ,T₀ ), como:

Sejam projetos independentes de uma absorvedora e de uma esgotadora. Sabe-se que:

ABSORVEDORA: foram fixadas a vazão molar do gás, sua composição na entrada e na saída (razões molares: Y₁ e Y₂ , respectivamente) e a composição do solvente na entrada (X₂ ). Para vazões molares do solvente em dois valores diferentes (A e B), foram obtidas as retas de operação exibidas na Figura (I), que também apresenta a linha de equilíbrio.

ESGOTADORA: foram fixadas a vazão molar do líquido, sua composição na entrada e na saída (razões molares: X₂ e X₁ , respectivamente) e a composição do gás na entrada (Y₁ ) Para vazões molares do gás inerte em dois valores diferentes (C e D), foram obtidas as retas de operação exibidas na Figura (II), que também apresenta a linha de equilíbrio.

Na prática, a(s) condição(ões) de projeto a ser(em) evitada(s) é(são)

Um tanque cilíndrico contém 2 m³ de um óleo de massa específica ρ= 800 kg/m³ , de forma que o volume de óleo dentro do tanque tenha a profundidade h = 1 m. Um outro tanque, que tem o formato de um tronco de cone com a base inferior maior que a superior, contém 1,4 m³ do mesmo óleo, com a mesma profundidade h = 1 m. Os dois tanques estão abertos e possuem bases circulares idênticas, de área igual a 2 m² , como ilustrado na Figura abaixo.

As pressões manométricas atuantes sobre as bases circulares, no interior dos tanques cilíndrico e tronco-cônico, são, respectivamente, em pascais,

Dado

Aceleração da gravidade: g=10 m/s²

São conhecidas as volatilidades relativas (a 0,101 MPa) entre as espécies abaixo:

I - Propano/Buteno-1: 4,4

II - Propano/Isobutano: 3,6

III - Isobutano/n-Butano: 1,5

IV - n-Butano/i-Pentano: 2,8

V - Isobutano/n-Pentano: 1,35

Qual dessas misturas seria mais difícil de separar por destilação convencional?

Em um processo de extração líquido-líquido, éter etílico é adicionado a uma mistura de água e ácido acético, formando um sistema com massa total de 200 kg e 10% m/m de ácido acético. Atingido o equilíbrio, observa-se a formação de duas fases: uma fase orgânica e uma fase aquosa de 125 kg contendo 4% m/m de ácido acético.

A concentração percentual mássica de ácido acético na fase orgânica é igual a

Uma forma de prevenir cavitação é comparando as alturas de sucção positiva líquida disponível (NPSHA) e requerida (NPSHR). Considere o sistema com altura de sucção de 2 m e vazão volumétrica de 0,123 m³ /s numa tubulação de 0,125 m de diâmetro.

Nessas condições, o valor de NPSH disponível é

Dados

altura de sucção positiva líquida requerida: 3 m

Pressão de vapor do líquido: 4,25 kPa

Massa específica: 1000 kg/m³

Um dos parâmetros mais importantes na seleção de bombas é sua curva característica. Para cada bomba, essa curva relaciona a vazão volumétrica e a altura de carga da bomba. Essa informação serve como direção para obtenção do ponto em que a bomba deve operar para um dado sistema.

Nesse sentido, referente à curva característica de bombas centrífugas, tem-se que o(a)

A maioria dos medidores de vazão por restrição para escoamento interno é baseada na aceleração de fluidos. A ideia por trás desse tipo de medidor está em relacionar a variação de pressão a uma variação de velocidade, e consequentemente, medir vazão. Considere que um fluido circula em uma tubulação onde o manômetro disponível mede 200 mm de água quando utilizado um medidor tipo placa de orifício com diâmetro de 0,15 m e com coeficiente de vazão de 0,65.

Nessas condições, a vazão volumétrica de fluido nessa tubulação, em m³ /s, é

Dado

Massa específica do fluido = 1,21 kg/m³

Aceleração da gravidade = 10 m/s²

O fator de atrito, ƒ, é utilizado para quantificar a perda de carga em um escoamento plenamente desenvolvido. Esse fator pode ser determinado por correlações empíricas ou através do diagrama de Moody. Dependendo do tipo de regime em que o escoamento se encontra, o fator de atrito pode ser função de mais de um parâmetro adimensional.

Assim sendo, para regime

Em um tubo cilíndrico horizontal de raio R, tem-se uma perda de carga por unidade de comprimento Δ p/L, onde Δ p é a variação da pressão nas extremidades do tubo, e L é o comprimento do tubo.

Se a viscosidade do fluido em movimento é μ, em Pa.s, no regime estacionário de Poiseuille, então, a velocidade no centro do tubo é dada por

Em um tubo em U, colocam-se dois fluidos imiscíveis de densidades distintas, d₁ > d₂ , como na Figura.

Dadas as diferenças de níveis de altura h₁ e h₂ , qual a razão entre as densidades d₁ / d₂ ?

Um objeto pode receber ou emitir calor para o ambiente através da absorção ou emissão de ondas eletromagnéticas. Quando a temperatura do objeto é T₀ , ele emite calor a uma taxa P₀ .

Se a taxa de emissão de calor for 16 P₀ , a temperatura do objeto, em função de T₀ , será

Uma mistura binária ideal líquido-vapor com os componentes 1 e 2 está em equilíbrio e tem a pressão total P₀ . A pressão parcial do componente 1 é mantida sempre como o dobro da pressão parcial do componente 2.

Nessas condições, ao reduzirmos a fração molar na fase líquida do componente 2 em 2/3, nova pressão no sistema, em função de P₀ , será

Em um tubo horizontal com seção reta variável, entra um fluido com velocidade inicial V₀ . Se a razão entre a seção reta de saída e a entrada do tubo é 0,4, então, a velocidade de saída do fluído do tubo, em função da velocidade de entrada, é

Passando por um processo termodinâmico cuja variação de temperatura é ΔT₀ , um gás ideal sofre uma variação de energia interna ΔE₀ .

Se reduzirmos o número de mols à metade e triplicarmos a variação de temperatura, a variação da energia interna do gás será

Uma máquina térmica opera em ciclos gerando um trabalho de W = 200 J/ciclo, absorvendo uma quantidade de calor Q_H = 1000 J/ciclo de uma fonte quente (T_H = 500 K) e rejeitando Q_C = 800 J/ciclo em uma fonte fria (T_C = 200 K). Determine se o ciclo é reversível ou irreversível, e calcule a variação de entropia no Universo, em J/K, a cada realização de um ciclo acima.