Questões Militares Sobre termodinâmica e equilíbrio de fases em engenharia química e química industrial

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

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?

Dez mL de água pura líquida dentro de um cilindro com um pistão móvel é aquecido à pressão constante de 1 atm, a partir de uma temperatura inicial de 80°C. A temperatura do sistema é monitorada e observa-se o seguinte comportamento demonstrado abaixo.

(Felder, R.M. & Rosseau, R.W, 2005)

Pelo gráfico, pode-se concluir que

I. na etapa AB ocorre aquecimento do líquido.

II. na etapa BC, o líquido está evaporando.

III. na etapa CD, a temperatura aumenta e o volume diminui.

IV. a temperatura correspondente à parcela horizontal da curva é de 100°C.

Estão corretas somente as afirmativas

Oxigênio a 150 K e 41,64 atm possui volume específico de 4,684 cm³ /g e energia interna específica de 1706 J/mol. A entalpia específica do oxigênio neste estado é de

Sabe-se que 500 kg/h de vapor aciona uma turbina. O vapor entra na turbina a 44 atm e 450°C com velocidade linear de 60 m/s e deixa a turbina em um ponto 5 m abaixo da sua entrada à pressão atmosférica e velocidade de 360 m/s. A turbina proporciona trabalho no eixo a uma taxa de 70 kW, e a perda de calor na turbina é estimada em 10⁴ kcal/h. A variação de entalpia específica associada ao processo é de

Preencha as lacunas e, em seguida, assinale a alternativa correta.

A energia interna específica de vapor formaldeído (HCHO) a 1 atm e temperaturas moderadas é dada pela fórmula: Û(J/mol) = 25,96T + 0,02134T²

onde T está em ºC.

As energias internas específicas de vapor formaldeído a 0ºC é de _________ J/mol e a 100ºC é de _________ J/mol. Se fosse usado um sistema fechado, o valor de energia na forma de calor (J) requerido para elevar a temperatura de 3,0 mol de HCHO a volume constante de 0ºC para 100ºC seria de _________ J.

A construção de diagramas de fases e alguns dos princípios que governam as condições para os equilíbrios entre fases são ditados pelas leis da termodinâmica. Qual das alternativas abaixo representa a lei das fases de Gibbs?

Analise a figura de representação geométrica das propriedades termodinâmicas e, em seguida, assinale a alternativa que representa a Energia Livre de Gibbs.

Para o grafite, ρ = 2250 kg/m³ , H⁰ = 0 e S⁰ = 5,7 x 10^-3 kJ/(mol.K). Para o diamante, ρ = 3500 kg/m³ , H⁰ ≠ 0 e S⁰ = 2,4 x 10^-3 kJ/(mol.K). Na conversão do grafite em diamante, ΔG⁰ = 2900 kJ/mol. Com base nestas informações, é correto afirmar que:  

Analise a equação a seguir.

ΔU = q + w

A primeira Lei da Termodinâmica estabelece que a energia interna de um sistema pode ser expressa pela equação acima. Com base nos princípios da Termodinâmica e nessa equação, assinale a opção correta.

Um mol de gás hidrogênio, a 27 °C em um sistema fechado, se expande isotermicamente contra uma pressão externa constante igual a 1 atm, até duplicar o seu volume inicial. Qual é o calor necessário para manter constante a temperatura do gás, sabendo que a pressão final do gás é 1 atm?

Dados : ΔU = Q - W

W = P_extΔV

PV = nRT

T(K) = T(°C) + 273

R = 0,082 atm•L • mol^-1 • K^-1

1atm = 10⁵ N • m^-2

Ferro e manganês são elementos amplamente utilizados nos processos de fabricação de ligas de aço e, por isso, possuem grande importância industrial e tecnológica. O diagrama mostra as fases em equilíbrio do sistema Fe-Mn para diferentes temperaturas e concentrações.

Analise as seguintes afirmações retiradas do diagrama de fases acima.

I. A temperatura liquidus do ferro puro é maior que a do manganês puro.

II. Uma liga com 95% de manganês a 1200°C possui uma fase isenta de ferro.

III. Na temperatura de 912°C ocorre uma transformação eutetoide.

IV. Independentemente do percentual de Mn, a 1000°C o material estará no estado sólido.

Estão corretas apenas as afirmativas

A figura apresentada a seguir representa um diagrama de equilíbrio de fases (hipotético) das ligas A-B.

Uma determinada peça composta da liga A-B foi aquecida em condições de equilíbrio até a temperatura de 500°C e fundiu parcialmente. Sabendo que nesta temperatura a fase sólida possui 80kg do elemento químico B e a fase líquida possui 40kg do elemento químico A, qual é a percentagem em peso de B da liga que compõe essa peça?

A figura apresentada a seguir representa um diagrama de equilíbrio de fases (hipotético) das ligas A-B. Na temperatura de 250°C a solubilidade de equilíbrio do elemento químico B na fase sólida α é igual a 98% .

Uma peça de massa 600kg e com 25% em peso de B em sua composição foi resfriada em condições de equilíbrio até a temperatura de 250°C. Calcule a massa, em kg, de faze β precipitada dentro do microconstituinte α primário.

As alternativas abaixo representam processos hipotéticos envolvendo 2 mols de um gás ideal, contidos em um conjunto cilindro-pistão. Assinale a alternativa que apresenta mais de três estados (V, T) nos quais a pressão é máxima:

Considere as supostas variações de entropia (∆S) nos processos abaixo:

I) cristalização do sal comum (∆S > 0)

II) sublimação da naftalina (naftaleno ) ( ∆S > 0)

III) mistura de água e álcool ( ∆S < 0)

IV) ferro (s) ferro (l) ( ∆S > 0)

V) ar ar comprimido (∆S < 0)

As variações de entropia indicadas nos processos que estão corretas são:

Um gás ideal sofre uma mudança de estado ilustrada pelos gráficos I e II abaixo.

Dentre as alternativas abaixo, assinale aquela que se ajusta aos gráficos acima.

A entalpia de fusão de uma determinada substância é 200 kJ/kg, e seu ponto de fusão normal é 27 °C. Após a solidificação de 3 kg do material, pode-se afirmar que a entropia desse sistema: