Questões de Concurso Militar CIAAR 2019 para Primeiro Tenente - Engenharia Química

A representação esquemática das etapas envolvidas na captação, no tratamento e no abastecimento de água, realizadas pela Companhia de Saneamento de Minas Gerais – COPASA é apresentada na figura a seguir.

Disponível em: <http://www.copasa.com.br> . Acesso em: 10 fev. 2019.

Dentre as várias etapas que compõem o tratamento de água dessa estação, seis delas envolvem a adição de diferentes reagentes químicos.

Associe corretamente o reagente utilizado com a(s) sua(s) respectiva(s) função(ões) no tratamento de água

REAGENTES (1) Cloro

(2) Sulfato de alumínio

(3) Cal

(4) Flúor

FUNÇÕES

( ) Prevenção de cáries dentárias.

( ) Aglomeração de particulado.

( ) Eliminação dos germes nocivos à saúde.

( ) Precipitação dos metais presentes e oxidação de matéria orgânica.

( ) Proteção das canalizações das redes e das casas contra corrosão ou incrustação.

A sequência correta dessa associação é

Na figura a seguir, é apresentado o diagrama de equilíbrio de fases sólido-líquido, em função da temperatura, à pressão constante, para o sistema CaCl₂ -H₂O.

(Disponível em:<https://engineering.purdue.edu/JTRP/Highlights/cacl2-dihydrate-cacl2-2h2o> . Acesso em: 9 fev. 2019. Adaptado.)

Observe o que se afirma a partir desse diagrama.

I. Os pontos P1, P2 e P3 correspondem às diferentes composições eutéticas do sistema.

II. O ponto P1 é o único que corresponde à mistura eutética e há três fases em equilíbrio neste ponto.

III. Independentemente da composição da mistura, à temperatura de 60° C, há somente uma fase presente.

IV. Para qualquer composição da mistura ou condição de temperatura, não é possível obter as fases H₂O(s) e CaCl₂ .4H₂O_(s) em equilíbrio.

Está correto apenas o que se afirma em

Deseja-se fundir 115 g de sódio metálico, inicialmente a 291 K e 1 bar, sendo a energia de transição de fase, à temperatura de transição e 1 bar, igual a 2,6 kJ.mol-1, conforme indicado a seguir.

Sabendo-se que a massa molar do sódio metálico é igual a 23,0 g.mol^-1 e considerando-se a capacidade calorífica molar do sódio metálico constante no intervalo de temperatura utilizado e igual a 28,0 J.K^-1.mol^-1, é correto afirmar que a energia necessária para realizar a fusão, a 1 bar e 371k , é

A combustão do butano é dada pela seguinte reação.

É correto afirmar que, para uma velocidade de consumo de C₄ H₁₀ igual a 2,0 mol.dm⁻³.s⁻¹, as velocidades de consumo de O₂ e de formação de CO₂ e H₂O (r_H2O), são iguais, respectivamente, a

Água, a uma vazão igual a 6,28 L.s^-1, escoa através da tubulação indicada na figura a seguir.

Dados adicionais:

g = 9,8 m.s^-2 (aceleração da gravidade)

ρ = 1 g . cm^-3 ( massa específica)

sen 45° = cos 45° = 0,7

1 atm ≅ 10⁵ Pa

Considerando-se as perdas por atrito desprezíveis, a variação de pressão na tubulação é

Água deve ser bombeada a uma vazão de 1m³ .h, a partir de um reservatório para o topo de uma coluna de absorção, segundo o esquema representado a seguir. O reservatório é aberto e a pressão da água na entrada da coluna deve ser igua a 2 atm (P₂ ).

Considerando que a eficiência de operação da bomba é de 75% e que as perdas por atrito nas tubulações podem ser desprezadas, a potência requerida pela bomba é

O escoamento de água, em fluxo turbulento, em uma tubulação de aço inoxidável AISI 304, com diâmetro de 6 polegadas com brusca redução para 3 polegadas, levou à deterioração do aço com a formação de pites pouco depois do ponto de redução do diâmetro da tubulação.

Com base no exposto, é correto afirmar que a tubulação sofreu corrosão por

Na figura a seguir, é apresentado o diagrama de equilíbrio para sistema SO_2(g) – H₂O_(l), no qual é expressa a solubilidade do dióxido de enxofre na água como uma função da pressão do gás e da temperatura do sistema.

Com base nessa figura, avalie o que se afirma.

I. O aumento da pressão exercida pelo gás favorece a absorção do SO₂ (g) pela água.

II. O aumento da temperatura aumenta a capacidade de absorção do SO₂ (g) pelo solvente.

III. Na temperatura T = 20° , a absorção ocorre mais rapidamente que à temperatura T = 120° .

Está correto apenas o que se afirma em

O ácido acético pode ser produzido por meio da hidrólise do anidrido acético em fase líquida, conforme a seguinte reação.

(CH₃CO)₂O + H₂O ⟶ 2 CH₃COOH

A reação deve ser conduzida isotermicamente em um CSTR, em regime estacionário, com uma vazão volumétrica de alimentação igual a 5,0 cm³ .s^-1. Sabendo-se que a reação segue uma lei de velocidade de primeira ordem em relação ao anidrido acético, com uma constante de velocidade específica igual a 2x10^-3 s^-1, na temperatura da reação, e que as concentrações dos reagentes na corrente de alimentação são iguais a 51,2 mol.L^-1 para a água e 1,0 mol.L^-1 para o anidrido acético, o volume do reator necessário para se atingir 80% de conversão deve ser igual a

A reação elementar de segunda ordem, em fase líquida

2A → B

é conduzida isotermicamente, à 40° C, em um reator batelada de 100 dm³ . A constante de velocidade, na temperatura de operação do reator, é igual a 0,2 dm³ .mol^-1.min^-1. Cinquenta mols do reagente A são adicionados puros ao reator no início do processo.

O tempo necessário, em minutos, para que 50% de A seja consumido é igual a

Vapor de água escoa através de uma tubulação de aço, com 5m de comprimento, 20cm diâmetro interno e 5mm de espessura, a uma vazão de 1,0 kg.s-1. O vapor entra na tubulação saturado e sai 10% liquefeito, à pressão de 1atm, conforme indicado a seguir

Dados adicionais:

k = 50 W.m^-1. °C^-1 (condutividade do aço)

H_L = 419 kJ.kg^-1 (entalpia específica do líquido saturado a 1atm)

H_V = 2677 kJ.kg^-1 (entalpia específica do vapor saturado a 1atm)

ln(r_e /r_i ) = 0,025

A quantidade de calor transferida, por condução, através da tubulação é

em que k é a condutividade térmica do aço, L é comprimento da tubulação, ri é o raio interno da tubulação e re é o raio externo, Ti e Te são as temperaturas interna e externa da tubulação, respectivamente.

A partir dos dados fornecidos, considerando-se desprezíveis as variações de energia cinética e de pressão, pode-se dizer que a temperatura na parede externa da tubulação (Te) é

Considere a reação de queima do etanol

C₂H₅OH_(l) + 3O_2(g) →2CO_2(g) + 3H₂O_(l) Δ_cH (298 K; 1 bar) = -1368,0 kJ.mol^-1

Se a combustão ocorre em recipiente exposto, à pressão atmosférica e as espécies gasosas se comportam idealmente, a variação de energia interna por mol de etanol oxidado é

Uma central termoelétrica, capaz de gerar 50 MW de potência, opera a uma eficiência térmica máxima de 40%.

A taxa de energia dissipada para o ambiente é

Uma caldeira deve ser alimentada com metano para fornecer 10000kW de potência. O gás combustível é transportado por um gasoduto e alimenta a caldeira à temperatura de 285K e à pressão de 45atm. As perdas de energia durante a queima e as variações de energia cinética e potencial podem ser desprezadas.

No gráfico a seguir, são fornecidos dados da variação do coeficiente de correlação generalizada para o metano como uma função da pressão e da temperatura reduzidas.

Sabendo-se que a pressão crítica do metano é p_c = 45atm, a temperatura crítica é T_c = 190K e que a entalpia de combustão do CH₄ é igual a - 890kJ.mol^-1, a vazão volumétrica com que o metano deve ser alimentado na caldeira é igual a

A análise granulométrica de quatro tipos de materiais é aprentada a seguir, indicando a fração mássica acumulada de particulado fino passante em função do diâmetro da peneira.

Fonte: LIMA et al., 2014. (Disponível em:<https://www.researchgate.net/figure/ Granulometric-analysis-of-materials_fig2_270566670> . Acesso em 19 fev. 2019. Adaptado).

Com base nessa figura, é correto afirmar que

Um particulado sólido, resultante da moagem de um material de composição desconhecida, apresenta a seguinte distribuição granulométrica diferencial.

A esse respeito, avalie as afirmações a seguir.

I. 30% da mistura apresenta particulado com diâmetro de 45 µm.

II. Trata-se de uma mistura de, pelo menos, três componentes ou fases sólidas distintas.

III. Os diâmetros predominantes para cada componente ou fase sólida são da ordem de 30 µm, 45 µm e 60 µm.

IV. A área sob a curva fornece a massa total das partículas presentes no sistema com diâmetros entre 0 e 90 µm.

Está correto apenas o que se afirma em