Questões de Concurso Para engenharia química

Um trocador de calor deve ser usado para aquecer água, que está inicialmente a 35 ºC. A temperatura de saída dessa corrente, de capacidade térmica = 3,6 kJ/K.s, deve ser calculada. O óleo, que será utilizado como fluido de aquecimento, entra a 180 ºC, e sai a 75 ºC, e sua capacidade térmica é 3,6 kJ/K.s
A temperatura desejada, em ºC, vale

Com os dados de pressão e temperatura em determinada condição termodinâmica, o volume específico de um determinado gás é obtido através da modelagem escolhida para a equação de estado. Se a modelagem for a de gás perfeito, o volume específico obtido seria igual a 0,012 m³ /kg. Porém, se a modelagem for a do fator de compressibilidade, Z, então o valor de 0,006 m³ /kg é encontrado.
Com base nessas informações, verifica-se o seguinte:

Em um trecho horizontal de uma tubulação, o fator de fricção, f, é medido, e o valor de 64/Re é obtido.
Esse valor para o coeficiente de fricção só é possível na seguinte circunstância:

Um calorímetro de combustão acoplado à análise cromatográfica permite estimar a composição de saída dos gases. No calorímetro ocorre combustão total formando H₂ O e CO₂ segundo a estequiometria.


C_x H_y + y (x + y/4)  O₂ → x CO₂ + y/2 H₂ O

Admita a composição molar do combustível C_x H_y em que a razão y/x = 2

Se for empregado O₂ com 100% de excesso, então, a razão molar N₂ /CO₂ esperada na análise do gás de exaustão é, aproximadamente, de 


Dado N₂ /O₂ no ar ≈ 3,7 

No transporte de uma mistura de hidrocarbonetos via gasodutos (que se encontra à temperatura ambiente e pressão de 28 atm), uma alíquota de líquido acumulado em determinado ponto da tubulação é analisada, obtendo-se o resultado abaixo. 





Considerando-se os resultados da análise, em base mássica, em relação ao gás que atravessa o gasoduto, conclui-se que

Associe as características de sistemas fluidos aos processos.

CARACTERÍSTICA 

I – redução da concentração molar das espécies

II – aumento da concentração mássica das espécies

III – constância aproximada da fração volumétrica das espécies

IV – aproximação da composição da espécie não volátil na fase gás pela sua pressão de vapor

PROCESSO

P – compressão de gás

Q – bombeamento de um líquido

R – transporte de um combustível por caminhões

S – escoamento de um gás ao longo de um tubo isotérmico

T – armazenamento de um combustível em reservatórios de teto fixo com controle de pressão

As associações corretas são: 

Uma patente de FCC propõe reciclar 40% da corrente de óleo pesado não convertido, conforme ilustrado na Figura abaixo. 






A reação global é a descrita abaixo.

óleo pesado → Leves + GLP + (óleo leve) + Nafta

As composições mássicas na saída do reator estão descritas na Tabela da Figura. Considere que as recuperações no vaso de separação e na coluna de destilação são praticamente totais em relação aos compostos apresentados.
A conversão global de óleo pesado é, aproximadamente,  

Considere os cilindros de gases A, B e C com a condição inicial (composições molares) apresentada na Tabela abaixo. Os seguintes procedimentos são executados em sequência:

• O cilindro A recebe matéria do cilindro B até que o cilindro A atinja 5 atm de pressão. • O cilindro A recebe então matéria do cilindro C até que o cilindro A atinja 10 atm de pressão.





A fração molar de H₂ S no cilindro A ao final dos procedimentos é, aproximadamente,

Dois poços de petróleo (A e B) produzem juntos 180 m³ /dia (óleo + água). No poço A as vazões de óleo e água são, respectivamente, 75 e 35 m³ /dia.  





Sabendo-se que no poço B a razão mássica óleo/água é igual a 4, então, a vazão mássica de óleo do poço B, em t/dia, é, aproximadamente,

Considere um sistema de torres de resfriamento que operam em regime permanente, conforme ilustrado na Figura abaixo. 






Sabe-se que 6.660 kmol/h de água líquida são alimentados no sistema de torres, e o make up para reposição é cerca de 500 kmol/h. Admita que a água é suficientemente pura, de forma que a purga não é necessária (de fato, não está representada na Figura).
Qual será a vazão aproximada de ar seco, em kmol/h, para 80% de umidade relativa atingida no ar úmido?

Dado para a saturação total, a pressão de vapor de água é igual a 0,05 atm 

A reação A → Produtos, isotérmica, em fase líquida, é conduzida em um reator CSTR. Considere a curva 1/r & X, em que r é a taxa da reação e X a conversão do reagente, conforme ilustrado no Gráfico abaixo. Em um sistema industrial, para uma vazão de molar do reagente da entrada  F_A,0 = 2 kmol / min , obtém-se uma conversão de 40%.







Deseja-se aumentar a conversão global para cerca de 80% com a adição de um segundo reator CSTR, em série com o primeiro.
O volume total, em m³ , dos dois reatores é, aproximadamente,

No sistema abaixo estão representadas as informações das conversões por passe e recuperações de um reagente A na corrente do separador. 







Nessas condições, a conversão global do reagente A é, aproximadamente,

Um poço de gás associado (óleo + gás) produz aproximadamente:

• 700 m³ /dia de óleo (medidos na condição de 300 K) • 12.000 m³ /dia de gás natural (medidos na condição de 300 K, 1 atm)

Considerando-se uma condição de escoamento de 360 K e 15 atm e densidade do líquido constante, a vazão volumétrica total (gás + líquido), em m³ /dia, é, aproximadamente,

No sistema de água de resfriamento, cerca 100 t/h de água circulam para os trocadores de calor, conforme a Figura abaixo. A concentração de contaminante, predominantemente dureza da água, na corrente de alimentação de água fresca (make up) obriga a existência de uma purga (blow down), para que não se acumulem impurezas no sistema.  







Sabe-se que a dureza da corrente de purga (blow down) é cinco vezes a dureza da corrente de make up (entrada de água fresca) e que 8% da água que entra na torre é evaporada.
Sabe-se também que a dureza da água é da ordem de partes por milhão, e tais impurezas não saem na corrente de água evaporada.
A vazão de make up, em t/h, é, aproximadamente,

Considere o reator de reforma de metano, em fase gasosa, ilustrado na Figura. 

Nesse processo, são admitidas as seguintes reações principais:

CH₄ + H₂ O ⇌ CO + 3 . H₂

CH₄ + 2H₂ O ⇌ CO₂ + 4H₂

Sabe-se que a mistura reacional é dividida em diversos reatores menores (tubos reacionais). Como as reações de reforma são endotérmicas, há necessidade de aquecimento, o que é feito pela queima de combustível (geralmente o próprio metano) no forno que envolve os tubos reacionais.

Na condição representada na Figura, a mistura reacional entra a 500ºC e 15 atm e sai a cerca de 890ºC.

Nessas condições, conclui-se que

Considere o fracionamento de um composto representado na Figura abaixo, operando em regime permanente. 

Todas as correntes 1, 2 e 3 são líquidas, com capacidades caloríficas de aproximadamente 5 kJ/(kgºC). Admita as seguintes informações sobre as diferenças de temperatura entre as correntes 2 e 1, as correntes 3 e 1 e a taxa de calor trocado no trocador Tr1 por vazão mássica da corrente 1 :

Nessas condições, a razão  em kJ/kg, é, aproximadamente,

Seja a equação de estado de Van der Waals para um gás não ideal:

onde: P é a pressão; V, o volume; N, o número de moléculas; T, a temperatura; k_B, a constante de Boltzmann; e a e b são constantes.

No Sistema Internacional (SI), as unidades para a e b são, respectivamente,

Considere as três relações de Maxwell propostas abaixo.

É(são) verdadeira(s) APENAS a(s) relação(ões)

Um mole de gás ideal monoatômico sofre um processo de expansão isotérmica, na temperatura T, entre os volumes V₀ e 3V₀ , e o trabalho realizado por esse gás é W₁ . Um mole de outro gás ideal, diatômico, sofre o mesmo processo de expansão isotérmica, na mesma temperatura T, também entre os volumes V₀ e 3V₀ , e, nesse caso, o trabalho realizado será W₂ .
Nesse contexto, o valor W₂ /W₁ é igual a

O engenheiro de processos de uma refinaria de petróleo está projetando uma nova coluna de destilação para separar uma mistura de hidrocarbonetos em diferentes frações, incluindo gasolina, querosene e óleo diesel, e está em dúvida se deve usar pratos ou recheios na coluna.
Para sanar sua dúvida, esse engenheiro deve considerar que