Questões Militares de Engenharia Química e Química Industrial

A termodinâmica química é o estudo do papel que a energia exerce na transformação química e na determinação do comportamento dos materiais. Baseia-se em umas poucas leis que resumem séculos de observações experimentais. Cada lei é enunciada a respeito da relação entre energia, calor, trabalho e temperatura. De acordo com o exposto, analise as afirmativas a seguir. (Considere: e^56,5 = 3 x 10²⁴.) I. A decomposição do carbonato de cálcio em óxido de cálcio é usada industrialmente para produção de dióxido de carbono CaCO_3(s) → CaO_(s) + CO_2(g). A reação é endotérmica e tem ∆H° = 571 kJ. O valor de ∆E° para essa reação é 569 kJ. II. Quando ∆G° é positivo, a posição de equilíbrio fica próxima dos reagentes e pouca reação ocorre até que o equilíbrio seja alcançado. III. O dióxido de enxofre, que às vezes está presente no ar poluído, reage com o oxigênio quando passa sobre o catalisador nos conversores catalíticos de automóveis. O produto é o óxido SO₃ muito ácido. Para esta reação, ∆G° = –1,40 x 10² kJ mol^–1 a 25°C. O valor de K_p é 2 x10¹⁰ . Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

A lei que é usada para identificar o sentido da mudança espontânea, a segunda lei da termodinâmica, também se exprime em termos de uma função de estado, a entropia. A primeira lei usa a energia interna para identificar as mudanças permitidas; a segunda lei usa a entropia para identificar as mudanças espontâneas entre as mudanças permitidas.

Sobre o ciclo de Carnot, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) A variação de entropia é q_h/T_h, em que qh é a energia na forma de calor fornecida ao sistema pela fonte quente.

( ) Há troca de calor; a variação de entropia é nula.

( ) A variação de entropia do sistema é q_c/T_c , q_c é positivo.

( ) Não há troca térmica e, portanto, a variação de entropia é nula.

A sequência está correta em

A ebulição, o congelamento e a conversão da grafita em diamante são exemplos de transições de fase, ou mudanças de fase sem mudança de composição química. Muitas mudanças de fase são fenômenos cotidianos comuns e a sua descrição é importante. Elas ocorrem quando um sólido se transforma num líquido, como na fusão do gelo, ou um líquido se transforma num vapor, como na vaporização da água em nossos pulmões. Sobre as transformações físicas, analise as afirmativas a seguir. I. O hélio tem comportamento pouco comum nas temperaturas baixas. As fases sólida e vapor nunca estão em equilíbrio. O hélio sólido pode ser obtido, mas somente quando os átomos são forçados a se manterem juntos pela aplicação de uma pressão externa. II. No equilíbrio, o potencial químico de uma substância é o mesmo em toda a amostra, qualquer que seja o número de fases presentes. III. Uma diminuição de pressão eleva o potencial químico de qualquer substância pura, pois V_m > 0. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

Um motor pulso-jato é uma máquina térmica que pode ser representada por um ciclo termodinâmico ideal de três etapas:

I. Aquecimento isocórico (combustão).

II. Expansão adiabática (liberação de gases).

III. Compressão isobárica (rejeição de calor a pressão atmosférica).

Considerando que essa máquina térmica opere com gases ideais, indique qual dos diagramas pressão versus volume a seguir representa o seu ciclo termodinâmico.

Em relação às funções termodinâmicas de estado de um sistema, assinale a proposição ERRADA.

Analise as afirmativas a seguir e assinale a opção correta, com relação à Primeira Lei da Termodinâmica.

I- A energia interna U de um sistema só pode ser alterada pela transferência de calor entre o sistema e a vizinhança.

II- Quando um sistema recebe calor, sua energia interna aumenta e, quando ele perde calor, sua energia interna diminui.

III- Durante uma expansão adiabática, o gás realiza trabalho sobre as vizinhanças.

IV- Quando trabalho é feito sobre o sistema, sua energia interna diminui e, quando um sistema realiza trabalho, sua energia interna aumenta.

Considere o diagrama de fase de uma substância ilustrado na Figura 1 e assinale a alternativa incorreta.

O processo de osmose reversa ocorre quando se força uma solução através de uma membrana semipermeável, a qual permite que o solvente atravesse, mas retém o soluto. Assinale a alternativa correta em relação a esse processo.

A difusão molecular é um fenômeno de transporte de matéria em que um soluto é transportado em virtude dos movimentos das moléculas de fluido. Esses movimentos fazem com que o soluto passe das zonas de concentração mais elevadas para zonas de baixa concentração dentro da solução. Assinale a alternativa correta em relação ao fenômeno da difusão.

Observe a figura a seguir.

Um fluido incompressível, com densidade igual a 10Kg/m³, conforme ilustrado acima, flui de S₁ para S₂, onde a seção de S₁ mede 8m² e a seção de S₂ mede 4m². Sabendo que a diferença de pressão entre S₁ e S₂ é de 2 , 4Pa, qual é o valor da velocidade do fluido, em m/s na seção S2?

Considere um gás ideal, colocado no interior de êmbulo a uma temperatura de 27 °C e à pressão de 10N/m², em um volume de 5m³. Suponha que esse gás sofra uma expansão isobárica e sua temperatura atinja o triplo do valor inicial. Assinale a opção que apresenta o trabalho realizado sobre o gás , em joules.

Observe as figuras a seguir. 

 

      

No ciclo ideal Rankine acima representado, o vapor d ’água deixa a caldeira e entra na turbina como vapor superaquecido a 5MPa e 500°C. A pressão no condensador é de 25kPa. Admita que os processos desse ciclo ocorram em regime permanente e com variações desprezíveis de energias cinética e potencial. Nessas condições e utilizando o critério de arredondamento na primeira casa decimal, calcule o rendimento do ciclo e assinale a opção correta. 

Dados: 

Considere um equipamento condicionador de ar operando segundo um ciclo de Carnot para manter um ambiente a 27°C„ A carga térmica a ser removida desse ambiente interno é de 6000W„ Sabendo que o ambiente externo está a 37 °C, determine a potência mínima (em W) necessária para acionar esse equipamento, e assinale a opção correta.

Dado : T(K) = T(°C)+273

O líquido, quando escoa ao longo de dispositivos {tubulações, válvulas, conexões, órgãos de máquinas, etc.), cede energia para vencer as resistências que se oferecem ao seu escoamento, decorrentes de atrações moleculares no próprio líquido, e as próprias resistências desses dispositivos. Essa energia despendida para que o líquido possa escoar entre duas seções consideradas é denominada

Com relação às bombas industriais, analise as afirmativas abaixo e assinale a opção correta.

Com relação aos fundamentos de trocadores de calor, classificados em função da configuração do escoamento e do tipo de construção desses equipamentos, analise as afirmativas abaixo .

I - Em um trocador de calor de tubos concêntricos, a configuração paralela refere-se à situação em que os fluidos quente e frio entram pela mesma extremidade, escoam no mesmo sentido e deixam o equipamento também na mesma extremidade. Já na configuração contracorrente, os fluidos entram por extremidades opostas, escoam em sentidos opostos e também saem do equipamento em extremidades opostas.

II - Existem trocadores de calor tubulares com e sem aletas. Em um trocador com feixe tubular aletado, as aletas permitem a mistura do fluido, ou seja, o movimento do fluido ocorre na direção transversal à do escoamento principal, o que faz a temperatura variar em ambas as direções . Já em um trocador com feixe tubular não-aletado, o fluido não se movimenta na direção transversal, o que impede a mistura e a variação de temperatura com o fluido na direção principal do escoamento.

III- Em um trocador de calor de casco e tubos, geralmente, são instaladas chicanas para aumentar o coeficiente convectivo no fluido do lado do casco, o que induz turbulência e um componente de velocidade na direção do escoamento cruzado. As chicanas apoiam fisicamente os tubos , reduzindo a vibração desses tubos provocada pelo e s coamento.

Assinale a opção correta.

As figuras abaixo se referem a impulsores de fluxo axial com os estabilizadores de direção de fluxo na ponta. Relacione as figuras às suas respectivas características e, em seguida, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.  

(Foust, A.S et al., 2006)

( ) impulsor de fluxo axial. 

( ) impulsor de turbina de aspas planas.  

( ) impulsor de fluxo axial para uso em tubos de aspiração.  

( ) impulsor helicoidal.  

( ) impulsor do tipo âncora.  

                                                                                            

Dentre os métodos práticos adotados para diminuir a taxa de corrosão de materiais metálicos, pode-se citar, exceto:

A fosfatização é um tipo de revestimento não metálico à corrosão que permite a aplicação de camada de fosfato sobre variados materiais metálicos como ferro, zinco, alumínio, cádmio e magnésio. Na escolha de um determinado fosfato para uma dada aplicação, deve-se considerar os seguintes fatores, exceto:

Uma garrafa plástica de 2 litros contém ar atmosférico a 300 K e 11,5 bar de pressão manométrica. Em condição isotérmica reversível e adiabática reversível, quanto trabalho esse gás poderá realizar se expandir até 1 bar, respectivamente?