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Prova CESGRANRIO - 2010 - Petrobras - Engenheiro de Processamento Júnior


ID
349336
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em relação ao coeficiente global de transferência de calor, analise as afirmativas a seguir.

I - Deve ser sempre calculado tomando como base a área externa do tubo interno de um trocador de calor CT 1-2.

II - É calculado diretamente pelo número de Nusselt.

III - Expressa o inverso do somatório das resistências existentes no sistema em análise, multiplicadas pelas respectivas áreas.

IV - Com o aumento da incrustação nas paredes dos tubos de um trocador de calor, esse coeficiente e a resistência à condução de calor diminuem.

V - Uma das maneiras de calcular a taxa de troca térmica é multiplicar o coeficiente global pela área perpendicular ao fluxo de calor e por uma diferença de temperatura.

Está correto APENAS o que se afirma em

Alternativas
Comentários
  • I - ERRADA Deve ser sempre calculado tomando como base EM QUALQUER ÁREA do tubo interno de um trocador de calor CT 1-2.

    II - ERRADA É calculado diretamente pelo número de Nusselt.

    Nu=0,273.(Re^0,635). (Pr^0,34)

    Evidentemente, o coeficiente convectivo externo é só um dos fatores que determina o coeficiente global de troca. Este é composto por três termos:

    (i) Coeficiente convectivo interno ao tubo;

    (ii) Condutância do tubo, que depende da condutividade térmica e da espessura da parede do tubo; e

    (iii) Coeficiente convectivo externo. 

    III - Expressa o inverso do somatório das resistências existentes no sistema em análise, multiplicadas pelas respectivas áreas.

    IV - ERRADA Com o aumento da incrustação nas paredes dos tubos de um trocador de calor, esse coeficiente e a resistência à condução de calor diminuem. Aumenta somente a resistência, o coeficiente diminui.

    V - Uma das maneiras de calcular a taxa de troca térmica é multiplicar o coeficiente global pela área perpendicular ao fluxo de calor e por uma diferença de temperatura.

    LETRA D

  • Essa III eu não consigo concordar com o português. Se a gente está chamando os inversos dos fluxos de resistências, eles têm unidade de m^2/W, e não devemos multiplicar isso pela área, mas sim dividir. Se o termo aparece como uma resistência pura R, ele continua análogo a 1/h, e em geral os termos do somatório teriam a formulação 1/(hA) + R/A


ID
349339
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

O bom desempenho de uma operação de extração líquido– líquido está diretamente relacionado à escolha adequada do solvente.Nessa perspectiva, analise as características dos solventes, apresentadas a seguir.

I - Alta seletividade em relação ao soluto quando comparado aos demais componentes da mistura.
II - Alta capacidade de solubilização do soluto.
III - Baixa viscosidade para promover a separação de fases, minimizar a queda de pressão e aumentar a taxa de transferência de massa do soluto.
IV - Elevada pressão de vapor.
V - Baixa diferença de densidade relativa entre as fases extrato e rafinado.

São corretas APENAS as características

Alternativas
Comentários
  • Vamos a uma análise bem simples das afirmativas:

    I - Alta seletividade em relação ao soluto quando comparado aos demais componentes da mistura. 

    CORRETO. Quanto mais seletivo o solvente for em relação ao soluto será melhor, pois, diminui a possibilidade de dissolver outras substancias e termos uma mistura (mesmo que com menos componentes). O que nãoé desejado.
    II - Alta capacidade de solubilização do soluto. 

    CORRETO. Quanto mais soluvel for o soluto neste solvente maior quantidade deste será extraída.
    III - Baixa viscosidade para promover a separação de fases, minimizar a queda de pressão e aumentar a taxa de transferência de massa do soluto. 

    INCORRETO. A diminuição da viscosidade pode dificultar o processo de extração.
    IV - Elevada pressão de vapor. 

    INCORRETO. Significa que este solvente será facilmente volatilizado e isto diminui a possibilidade de extração do soluto. Além de gerar aumento da pressão.
    V - Baixa diferença de densidade relativa entre as fases extrato e rafinado.

    INCORRETO. Quanto maior a diferença de densidade entre as fases mais fácil de se fazer a separação entre estas.

     

  • Atenção ao falar que a densidade tem que ser alta.

    A densidade deve estar entre 0,1 e 0,3 g/ml. Uma densdade baixa é difícil separar porém alta densidade é ruim para a tranferência de massa!


ID
349342
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em relação às leis da termodinâmica em trocadores de calor, um Engenheiro de Processamento deve reconhecer que

Alternativas
Comentários
  • GABARITO: B

    qmáx = Cmín (Tq,e – Tf,e)

    Onde o qmáx é obtido em condições especiais de operação, sendo essas: trocador de contracorrente e comprimento infinito. O Cmín é encontrado através do fluido que apresentar menor capacidade calorífica específica x vazão mássica. Assim, como eneunciado na questão, o fluido de menor capacidade experimentaria maior variação de temperatura, atingindo a temperatura de entrada do fluido quente.

  • A)   ERRADA. Se um dos fluidos mudar de fase, o outro fluido ficará sujeito à MAIOR diferença possível de temperatura.

    B)   Se, em um trocador de calor hipotético, de comprimento tendendo a infinito e operando em contracorrente, a capacidade calorífica do fluido frio fosse menor do que a do fluido quente, o fluido frio experimentaria a maior variação absoluta de temperatura, sendo então aquecido até a temperatura de entrada do fluido quente.

    C)  ERRADA. O fluido que experimenta a maior variação de temperatura é aquele de MENOR capacidade calorífica.

    D)  ERRADA. A média logarítmica da diferença de temperatura negativa, significando que o limite termodinâmico em um trocador foi atingido e que não haverá mais transferência de calor entre as correntes, é possível ser obtida. ????

    E)   ERRADA. A máxima taxa de calor trocado entre as correntes fria e quente é dada pelo produto entre a MENOR capacidade calorífica dentre as dos dois fluidos, e a máxima diferença de temperatura existente no trocador.

    Fonte: Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa - Frank P. Incropera / David P. de Witt

    Galera se alguém souber o porquê da alternativa D está incorreta, poste ai!!!

    LETRA B

  • Luis, essa operação que a Letra D cita é teórica.. Fisicamente não dá para ser obtida. O erro está no final, quando ele diz que dá para ser obtida.


ID
349345
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Considere o texto abaixo para responder à questão.

Pretende-se destilar 200 mol/h de uma mistura binária, líquida saturada, formada por 60% de benzeno e 40% de tolueno em base molar. Deve-se produzir um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 5% molar de benzeno. A alimentação é líquido saturado.
A volatilidade relativa é constante e igual a 5.

Usando o método McCabe-Thiele, a razão de refluxo mínima é

Alternativas
Comentários
  • poderia ser apressentado o gabarito

  • Alguem sabe essa?

  • Segue essa linha de raciocinio que chega na resposta: R ~= 0,25
    1) A razão de refluxo é minima quando a reta de retificação toca a curva de equilibrio. Nós temos um ponto da reta que foi dado no enunciado: y(0,95) = 0,95. O segundo (quando a reta intercepta a curva de equilíbrio) será y(0,6), pois a entrada é liquido saturado.

    2) Podemos achar y(0,6) pela volatilidade relativa: (ya/xa)/(yb/xb) = 5. ya é nossa variavel, xa é o proprio 0,6. Como xa+xb=1  e ya+yb=1, temos 1 equação e 1 icognica. E você vai chegar a um valor de ya =~0,88

    3)Agora temos dois pontos da curva de retificação y(0,95) = 0,95 e y(0,6) = 0,88. Resolvendo esse sistema, chegamos a um coeficiente angular a=0,20

    4) O coeficiente angular da reta de retificação (L/V) tem a seguinte relação com a razão de refluxo(R): L/V = R/(R+1). Novamente 1equação e 1 icognita, chegando ao resultado da razão de refluxo: R = 0,25


    -> Resposta letra a

  • Monkey Luffy, não consegui chegar no resultado só com balanço de massa, seria mais simples do que o modo que eu fiz, se você conseguiu chegar ao resultado usando só os balanços poderia explicar como fez?

    Igor, não tinha pensado em fazer assim, mas fiz de outro jeito e cheguei no mesmo resultado, até o passo 2 fiz igual a você, aí usei a fórmula:

     

    R= (xd - y*) / (y* - x*), onde:

    xd é a fração do mais volátil no destilado,

    y* é a fração do mais volátil no vapor, no ponto onde a alimentação encontra a curva de equilíbrio

    x* é a fração do mais volátil no líquido, no ponto onde a alimentação encontra a curva de equilíbrio

     

    xd é dado: 0,95

    x* é igual à entrada fração de entrada do mais volátil na alimentação, neste caso, pois a alimentação é líquido saturado (reta vertical), assim: 0,6

    y* é a fração de mais volátil em equilíbrio com o líquido de alimentação, pois está na curva de equilíbrio, por isso é necessário o calculo do seu passo 2: 0,88

    Na fórmula:

    R = (0,95 - 0,88) / (0,88 - 0,6) = 0,25

     

    Como o resultado é o mesmo, acho que a fórmula está correta, alguém já viu a fórmula? É confiável?

  • Tácito, essa fórmula está correta sim.

    Mas eu sugiro apenas entender que é a equação da curva de retificação onde x e y são os valores da alimentação. Assim é só inserir na equação da reta de retificação e encontrar o R mínimo. São muitas fórmulas para decorar...


ID
349348
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Considere o texto abaixo para responder à questão.

Pretende-se destilar 200 mol/h de uma mistura binária, líquida saturada, formada por 60% de benzeno e 40% de tolueno em base molar. Deve-se produzir um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 5% molar de benzeno. A alimentação é líquido saturado.
A volatilidade relativa é constante e igual a 5.


Os valores aproximados das vazões molares, em mol/h, dos produtos de topo e de fundo são, respectivamente,

Alternativas
Comentários
  • De cara já elimina a B, C, D porque elas transgridem o princípio da conservação de MASSA.

    Tá saindo mais do que tá entrando.. todas tão saindo 201...

    Sobra a A e E

    Balanço de Massa do Benzeno D + B = F

    0,6 F = 0,95 D + 0,05 B

    0,6 F = 0,95 D + 0,05 ( 200 - D )

    Já acha o valor do D e mata a questão.

    Letra E


ID
349351
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Considere o texto abaixo para responder à questão.

Pretende-se destilar 200 mol/h de uma mistura binária, líquida saturada, formada por 60% de benzeno e 40% de tolueno em base molar. Deve-se produzir um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 5% molar de benzeno. A alimentação é líquido saturado.
A volatilidade relativa é constante e igual a 5.

Usando a Equação de Fenske, o número de estágios, a refluxo total, é

Alternativas
Comentários
  • Alguém pode confirmar se a questão foi anulada porque precisaria da volatilidade média absoluta do benzeno ou do tolueno? A volatidade relativa não é suficiente?

  • Olá Tacito,

    Vi aqui que a questão foi anulada com a seguinte explicação:

    Questão 6 – Anulada, em virtude da falta de dados necessários à resolução.

  • Não precisa da volatilidade absoluta (mais conhecida como constante de equilíbrio), a volatilidade relativa que é usada.

    Será que anularam por conta dos ln que tem que calcular, porque, na minha opinião, todos os dados para o cálculo estão disponíveis.

  • Pode ser, pois para a equação de Fenske os dados da questão são suficientes.

    A dificuldade da resolução desta questão é resolver o ln.

    Valeu


ID
349360
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Considere um ciclo de potência a vapor simples em que:

• o fluido de trabalho passa por seus vários componentes sem irreversibilidades;
• não existe queda de pressão por atrito na caldeira e no condensador e o fluido de trabalho fluirá através desses componentes a pressão constante;
• não existem irreversibilidades e transferência de calor com as vizinhanças;
• os processos, através da turbina e através da bomba, são isentrópicos.

Trata-se de um ciclo

Alternativas
Comentários
  • Por que não é Carnot?

  • quando ele diz que é Vapor você já sabe que é Rankine

  • Olá Natalia,

    O Ciclo de Carnot é composto de duas etapas adiabáticas e duas isotérmicas (onde há a troca de calor). De acordo com o enunciado, na caldeira e no condensador você tem etapas isobáricas, o que indica que o ciclo é de Rankine e não de Carnot. Todas as demais considerações do enunciado são adequadas aos Ciclos de Carnot e Rankine.


ID
349363
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Quando um fluido escoa através de uma restrição, como um orifício, uma válvula parcialmente fechada ou um tampão poroso, sem qualquer variação apreciável de energia cinética ou potencial, e na ausência de transferência de calor, realiza-se um processo

Alternativas
Comentários
  • equação da energia, sai cortando o que não tem, só sobra a entalpia. 

  • da equação da conservação de energia:

    dU = q + Wfluxo + Weixo; Weixo=0; q=0;

    dU= Wfluxo; Wfluxo=-pdV

    dU+pdv=0; dU +pdv=dH;

    Então:

    dH=0=isentálpico ou isoentálpico


ID
349366
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em relação à pressão de vapor de um líquido, é INCORRETO afirmar que

Alternativas

ID
349369
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um gás com comportamento ideal é comprimido isotermicamente do estado caracterizado por pressão e volume molar iguais a p1 e V1 para outro cujos valores são p2 e V2. Qual a variação de energia interna ocorrida entre os estados 1 e 2, em J/mol?
(T = temperatura absoluta e R = constante dos gases)

Alternativas
Comentários
  • A energia interna de um gás ideal é dada por U=Cv.dT .. como dT = 0 ->>> u = 0

  • A energia interna de um gás ideal é dada por U=Cv.dT .. como dT = 0 ->>> u = 0

  • A energia interna varia somente em função da temperatura. Logo, em processos isotérmicos, a variação é nula.

ID
349375
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um oleoduto com 6 km de comprimento e diâmetro uniforme opera com um gradiente de pressão de 40 Pa/m transportando um derivado de petróleo de massa específica 800 kg/m3. Se a cota da seção de saída do oleoduto situa-se 14 m acima da cota de entrada, e considerando que a aceleração da gravidade local é 10 m/s2 , a perda de carga total associada ao escoamento, em m, é

Alternativas
Comentários
  • O óleoduto possui um comprimento de 6km e um gradiente de pressão de 40Pa/m, então:

    => ΔP = 40 * 6k = 240 kPa

    O que em m dá:

    => ΔP = 240kPa /(800 kg/m3 * 10 m/s2) = 30 m

    Se 14 m  corresponde a perda de carga da variação da cota, então a perda de carga associada ao escoamento será de:

    => hL = 30 - 14 = 16 m (alternativa C)

    Obs.: Vide Equação de Bernoulli

  • Boa noite! Como fica com gradiente -240 kPa?

  • O óleoduto possui um comprimento de 6km e um gradiente de pressão de 40Pa/m, então:

     P1 = 40 * 6k = 240 kPa

    Pressão a 14 m acima da entrada

    P2 =m*g*h

    P=112000

    Diferença de pressão do p1 ao p2

     ΔP = 240 k-112k

    ΔP=128K

    Para achar a perda de carga total associada

    P =m*g*h

    128k=800*10*h

    h= 16

  • Esse é o tipo de questão que agente acerta depois que vê a resposta, o que se deve atentar é que o gradiente de pressão é positivo por metro [40 Pa/m], muitos inclusive eu a principio pensei em perda por metro, que induziria a resposta -44, o cálculo em si, é básico, mas se vc não prestar a atenção no sinal do gradiente, pois ele é quem diz se é perda/pressão.

    Boa Sorte a todos!


ID
349378
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um fluido newtoniano incompressível escoa numa certa temperatura em uma tubulação vertical, de baixo para cima, com dada vazão. Nesse caso, a queda de pressão (maior pressão - menor pressão) e a perda de carga associadas são, respectivamente, x e y. Se o mesmo fluido escoar com as mesmas vazão e temperatura, na mesma tubulação, de cima para baixo, a queda de pressão e a perda de carga associadas são, respectivamente, z e w, donde se conclui que

Alternativas
Comentários
  • esta questao nao foi anulada?

    Acredito que c) e e) estao corretas

  • Raphael, a questão não foi anulada.

    Acho que ela está correta, porque a perda de carga associada será igual nas duas situações, pois temos a mesma velocidade, o mesmo diâmetro e o mesmo fluído (densidade e viscosidade iguais), assim o Re será o mesmo nos dois casos. Temos a mesma rugosidade, considerando que seja o mesmo tubo, assim o fator de atrito será o mesmo nas duas situações. Por último temos o mesmo comprimento, e como velocidade diâmetro e aceleração da gravidade são os mesmo, a a perda de carga será a mesma nas duas situações.

    Se alguém encontrar alguma incorreção, por favor, avise a gente.

  • Tácito, concordo que a perda de carga será a mesma. Mas por que a queda de pressão (maior pressão - menor pressão) não seria a mesma? Considerando que pela equação de Bernoulli, temos a mesma altura e a mesma velocidade para ambos os casos?

  • Arthur, vai ter a diferença da coluna do fluido, ou seja, a diferença de cota entre a saída e a entrada de água, no caso do fluido descendo a diferença de cotas z2-z1 é negativa, já no caso do fluido subindo a diferança de cotas z2-z1 é positiva, por isso a diferença na queda de pressão geral.


ID
349381
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um tanque retangular contém água mantida a uma temperatura de 100 oC. As paredes do tanque possuem uma espessura de 20 cm e a condutividade térmica é 10 W.m−1.K−1. Considere, ainda, que a temperatura ambiente é 20 oC e os coeficientes de convecção interno e externo sobre as paredes do tanque são 50 W.m−2.K−1 e 25 W.m−2.K−1 , respectivamente. Dessa forma, a perda de calor do tanque para o ambiente, em W.m−2, é de

Alternativas
Comentários
  • T1         1/h1           Ts1             L/k           Ts2         1/h2           T2

    o----------^^^^----------o----------^^^^^^---------o--------^^^^^----------o

    (1/Rt) = 1/(1/50) + 1/(0,2/10) + 1/(1/25) = 50 + 50 + 25 = 125 => 1/Rt = 125 => Rt = 1/125

    Como se tratam de 5 paredes:

    Rt = 5/125 = 1/25 = 0,04

    Aplicando-se a equação da taxa de transferência

    q" = ∆T/Rt = > q" = 25.(100-20) => q" = 2.000W/m^2

  • A resposta correta é letra b 1000 W/m2.

    Q/A=DeltaT/R

    DeltaT=100-20=80

    A resistência total é soma das resistencias de convecção (1/hi +1/he) e condução (x/K)

    hi: coef convecção interno

    hi: coef convecção externo

    x:espessura da parede

    k: condutividade térmica

    R=(1/hi)+(1/he)+x/K

    R=4/50

    Assim Q/A=80/(4/50)=1000 Wm/m2


ID
349384
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

A respeito das colunas de recheio, analise as afirmações a seguir.

I - Colunas com diâmetros inferiores a 2,5 ft devem ser recheadas.

II - A separação de misturas corrosivas deve ser conduzida em colunas de recheio, pois existe maior variedade de materiais resistentes à corrosão.

III - A separação de misturas com tendência à formação de espuma deve ser conduzida em colunas de recheio, pois a capacidade de separação não é reduzida.

IV - O diâmetro da coluna recheada deve ser cerca de 5 vezes a dimensão das peças do recheio.

V - A eficiência do processo de separação em uma coluna recheada depende de diversos fatores, sendo a vazão da carga da coluna e a distribuição da fase líquida os dois mais importantes.

São corretas APENAS as afirmações

Alternativas

ID
349387
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um reator químico contínuo, de mistura perfeita, estava operando em regime estacionário. As temperaturas das correntes de entrada e de saída eram 295 K e 320 K, respectivamente. Em um dado tempo t = 0, a temperatura da corrente de entrada aumentou para 300 K. Em resposta a esse degrau, a temperatura da corrente de saída também aumentou, estacionando, depois de um tempo suficientemente longo, em 330 K. Um modelo de função de transferência, relacionando a temperatura de saída à temperatura de entrada, em variáveis-desvio, exibe um ganho de processo (adimensional) dado por

Alternativas
Comentários
  • K = delta ( variável de saída ) / delta (variável de entrada ) = (330-320)/(300-295) = 10/5 = 2


ID
349399
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Ponto de trabalho é o ponto da curva característica de uma bomba, no qual essa bomba irá operar quando instalada em uma tubulação. Esse ponto fornece a carga repassada pela bomba ao líquido em escoamento e a vazão de operação desse líquido naquela tubulação. Para modificar-se o ponto de trabalho, analise as ações a seguir.

I - Fechar parcialmente uma válvula instalada na linha.
II - Mudar a pressão no reservatório para onde o fluido está sendo bombeado.
III - Instalar a bomba em um nível mais baixo.
IV - Aumentar a rotação do rotor da bomba.

São corretas APENAS as ações

Alternativas
Comentários
  • Por que alterar o nivel da bomba não altera a curva do sistema?

  • Natalia, a curva do sistema pode ser calculada pela equação de Bernoulli, com adaptação para considerar a perda de carga no caminho. A posição da bomba não entra na fórmula para calcular. A curva do sistema também pode ser calculada pelo balanço de energia, onde, também, não entra no cálculo a posição da bomba.

    O posicionmento só é importante para definir se vai haver cavitação, aí sim faz diferença o nível da bomba, pois vai influenciar na pressão que o fluido chega na bomba. 


ID
349402
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

A Equação de Estado de Van der Waals descreve o comportamento de gases reais, ajustando seus desvios em relação ao comportamento ideal através dos parâmetros a e b. Esses parâmetros estão relacionados com as forças intermoleculares e com os volumes moleculares. Os valores determinados para a amônia (NH3), por exemplo, são a = 4.233 e b = 3,73 x 10−5m3/mol. 
Quais as unidades SI corretas para o parâmetro a?

Alternativas

ID
349405
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Dois grandes reservatórios abertos para a atmosfera armazenam um certo líquido. No reservatório A, é feito um pequeno furo de diâmetro x na parede lateral, a uma altura HA abaixo da superfície livre do líquido. Analogamente, no reservatório B, é feito um pequeno furo de diâmetro 3x, a uma altura HB abaixo da superfície livre do líquido. Supondo-se que o líquido é ideal/invíscido, a razão entre as vazões volumétricas de líquido instantâneas QA/QB que descarregam dos dois vasos para a atmosfera é

Alternativas
Comentários
  • VA = (2gHA)^1/2

    VB= (2gHB)^1/2

    QA = VA . AA

    QB = VB . AB

    QA/QB = VA . X^2 / VB . 9X^2

    QA/QB = (HA/HB)^1/2 . 1/9


ID
349408
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em Mecânica dos Fluidos, diversos instrumentos são utilizados para quantificar as propriedades físicas e outras grandezas características do escoamento de fluidos. Dentre esses instrumentos, o piezômetro, o Tubo de Pitot e o Tubo de Venturi se prestam, respectivamente, a medidas de

Alternativas

ID
349411
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um fluido newtoniano de viscosidade absoluta/dinâmica µ escoa entre duas placas planas paralelas que estão separadas por uma distância de 2 h, com o seguinte perfil de velocidades: v = v max [1 − (y/h)2], em que v é velocidade,vmax é velocidade máxima e y é distância medida perpendicularmente às placas. O módulo da tensão cisalhante no fluido, a uma distância h/10 das placas, é

Alternativas
Comentários
  • alguém ?

  • |Ty| = u*dv/dy

    dv/dy = vmax*[ d1/dh - d(y^2/h^2)/dy] |h/10 - h

    dv/dy = vmax*[ 0 - 2y/h^2] |h/10 - h

    dv/dy = vmax*[ - 2/10*h + 2/h]

    dv/dy = vmax*[1,8/h]

    |Ty| = 1,8*u*vmax/h

     

  •  A grande sacada aí é verificar o referencial.

    Veja,pela fórmula que a velocidade é máxima quando y=0 ( v = vmax se y=0). Ainda, se y=h então v=0.

    Ou seja, o referencial toma que na parede (onde velocidade é zero) y=h e no centro do tubo (onde a velocidade é máxima) y=0.

    Dessa fórmula, o valor y que deve ser substituído após derivar dv em função de dy, é y = h-h/10 = 9h/10.

    Derivando a equação que ele deu: dv/dy = -2 vmáx.y/h^2.

    Se y=9h/10

    Encontramos que dv/dy = -2 vmáx.9h/(10.h^2) = -2 vmáx .9/ h = - 1,8 vmáx / h

    Como quer o módulo da tensão (tau) = viscosidade . dv/dy = visc . 1,8 vmáx / h


ID
349417
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

No projeto de trocadores de calor, dois métodos podem ser adotados: o método da média logarítmica da diferença de temperatura (MLDT) e o método da efetividade-NUT. Com relação a esses dois métodos, analise as afirmativas a seguir.

I - Para que o trocador seja viável economicamente, a sua efetividade deve ser maior do que 2.
II - Quanto maior o número de unidades de transferên- cia, maior é a área de um trocador.
III - O cálculo da média logarítmica da diferença de temperatura é o mesmo, independente do tipo de trocador de calor e da orientação das correntes (contracorrente ou cocorrente).
IV - Se as temperaturas das correntes fria e quente esti- verem em graus Celsius, a MLDT será dada tam- bém em graus Celsius, tendo-se de adicionar 273,15 para transformá-la em Kelvin.
V - Devem-se preferir trocadores que operem em contracorrente, visto que a área requerida de troca térmica é menor, para uma mesma quantidade de calor trocado.

Está correto APENAS o que se afirma em

Alternativas
Comentários
  • I - A efetividade NUT é dada por ε= Q/Qmáx, onde o Qmáx é dado por um trocador de calor contracorrente com comprimento infinito entre as temperaturas de entrada e saída. Logo, só vai de 0 a 1.

    II - Correto

    III - Errado, Pois neste caso a diferença de temperaturas na contracorrente ΔTentreda, por exemplo, será dada pela diferença da entrada do fluido a ser refrigerado (ou aquecido), pela saída do fluido refrigerante (ou aquecedor);

    IV - Errado, pois trata-se de diferenças de temperaturas e a resposta estaria ou em Kelvin ou em Celsius:

    ΔTméd=(ΔTentrada - ΔTsaída)/ln(ΔTsaída/ΔTentrada);

    V - Correto.

  • Vídeo Muito bom para entendimento do assunto.

    https://youtu.be/8H4Nh4nicpY


ID
349426
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Ao processo de combustão do etanol em um reator foram adicionados 20% de oxigênio em excesso, garantindo, dessa forma, a completa combustão desse composto orgânico. Sabendo-se que foram introduzidos 100 kmol de etanol como carga do reator, conclui-se que, na reação envolvida no processo,

Alternativas

ID
349429
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

O gás de cozinha apresenta composição aproximada de 50% de propano e 50% de butano. Devido a problemas operacionais durante a produção, foi encontrada uma mistura constituída de 52% de propano e 48% de butano, ambos expressos em % de quantidade de matéria. Qual é a composição mássica aproximada dessa mistura?

Alternativas
Comentários
  • Letra b

    Propano: 44g/mol X 0,52 = 22,88 g/mol

    Butano: 58 g/mol X 0,48 = 27,84

    Massa total = 50,72 g/mol de gás

     

    % de propano = (22,88/50,72) X 100 = 45,1%

    % de butano = (27,84/50,72) X 100 = 54,9%


ID
349432
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

A fim de recuperar energia do seu processo, uma empresa instalou um equipamento de troca térmica para aquecer uma corrente de ar e resfriar o gás que sai do processo. Sabe-se que o gás é uma mistura contendo metano e vapor d’água e que, com o passar das campanhas, o equipamento, na parte fria, apresenta um ataque corrosivo severo que provoca a perda de uma grande parte da sua massa de aço.

Sobre o caso citado, são feitas as afirmativas a seguir.

I - A parte fria do equipamento deve apresentar a menor temperatura possível e, assim, não será alcançado o ponto de orvalho do ar.

II - A temperatura de operação da parte fria deve ser tal que a pressão de vapor da água não se iguale à pressão parcial do vapor d’água.

III - A temperatura de operação da parte quente deve ser tal que a pressão de vapor do CH4 não se iguale à pressão parcial do vapor d’água. 


IV - A qualquer temperatura de operação, sempre have- rá condensação de uma mistura de CH4 e água.

Está correto APENAS o que se afirma em

Alternativas
Comentários
  • Se a pressão parcial da água > pressão de vapor da água naquela temperatura HAVERÁ CONDENSAÇÃO.

    Se a pressão parcial = pressão de vapor .... EQUILÍBRIO

    Se a pressão parcial < pressão de vapor ... HAVERÁ EVAPORAÇÃO.

    É  por isso que vemos no clima tempo o tempo umidade relativa. Quando o ambiente está saturado de água e a UR=100%, não há mais evaporação.

    Em regiões tropicais como a AMAZÔNIA, a UR é muito alta, logo a dificuldade de evaporação de água é maior, dando uma sensação térmica de calor maior do que o normal, pq a água não consegue evaporar ( resfriamento evaporativo) e fazer o resfriamento do corpo.


ID
349438
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Nos processos de vaporização em pressões baixas, admitindo-se que a fase vapor tenha comportamento de gás ideal e que o volume molar do líquido seja desprezível face ao volume molar do vapor, a expressão a ser utilizada para o cálculo da entalpia de vaporização ΔHvap de uma substância é

Alternativas
Comentários
  • Alguem sabe?

  • Eq de Clausius-Clapeyron: dPsat/P = (deltaH/RT²)dT

    derivando: ln Psat= -deltaH/RT

    Diferenciando nos dois lados novamente:

    d(ln Psat)= (-deltaH/R).d(1/T)

    delta H=-R.d(ln Psat)/d(1/T)

    letra d

     


ID
349441
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

No escoamento irreversível adiabático de um fluido incompressível, em estado estacionário, por meio de um tubo com área de seção transversal constante, a

Alternativas
Comentários
  • a) temperatura diminui sentido do escoamento. Adiabático (Q=0). Logo, a temperatura é constante.

    b) pressão aumenta no sentido do escoamento. A pressão diminui no sentido do escoamento.

    c) variação de entalpia do fluido é maior que zero. dh=cp*ΔT, sendo ΔT=0. Logo dh=0.

    d) velocidade do fluido é constante. Escoamento de um fluido incompressível em estado estacionário.

    e) variação de entropia do fluido é zero.Escoamento irreversível (ΔS>0)

  • Paulo, vc acha que dizer "a Temperatura é constante em processos adiabaticos" é correto?

ID
349444
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um grande reservatório aberto para a atmosfera armazena um líquido de massa específica ρ em um local onde a aceleração da gravidade é g. Para esvaziá-lo, usa-se um sifão que descarrega à pressão atmosférica (ρatm), estando a superfície livre do líquido no reservatório a uma altura H acima do ponto de descarga. Suponha que o líquido seja ideal/invíscido com pressão de vapor igual ρv. Para que não haja interrupção de seu escoamento através do sifão, o líquido deve permanecer abaixo de um plano horizontal cuja cota em relação à sua superfície livre é

Alternativas
Comentários
  • O objetivo é calcular o NPSH disponível. Só que deve-se adotar a premissa de que o NPSH disponível é maior do que zero e, portanto, tem-se que: H = (Patm - Pv)/ro.g

  • Caro, Rodrigo, você está declaradamente correto. Gostei bastante da sua resolução magnífica, meu amigo. Com duas linhas conseguiu clarear minhas ideias de uma forma inteligível, te agradeço bastante. Você é show e que mais pessoas como você existam e que gostem de ajudar os outros, seu lindo

  • Excelente comentário.


ID
349450
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

O fluido contido em um tanque é aquecido continuamente por uma serpentina, com área útil de troca térmica igual a 5 m2 , alimentada com vapor saturado a 120 °C. Na condição permanente de operação, a temperatura do fluido no tanque se mantém a 40 °C. Considerando-se que a resistência condutiva na serpentina seja praticamente nula e se encontre em regime pseudoestacionário, o consumo aproximado de vapor saturado, em Kg.min-1, na condição de operação, é de 


Dados: os coeficientes de convecção no vapor, hv = 10 kW•m−2• K−1; no fluido próximo à serpentina, hs = 200 W•m−2 •K−1; entalpia de vaporização, Δhvap= 2 MJ •kg−1.


Alternativas
Comentários
  • q = ΔT / ∑R

    q = (120-40) / [ (1/ (10*10³*5)) + (1/ (200*5))]

    q = 78431,4 W

    q = m * Δh

    78431,4 = m *( 2*10^6)

    m = 3,92*10^-2 kg/s

    m = 2,36 Kg/min

    LETRA B


ID
349453
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Ar úmido a 75 oC, 1 bar e 30% de umidade relativa é alimentado com uma vazão de 1.000 m3/h em um processo químico. Considerando-se o gás ideal, a constante universal dos gases igual a 0,0831 m3.bar/kmol.K e que a pressão de vapor da água a 75 oC é 0,386 bar, a vazão molardo ar seco, em kmol/h, está entre

Alternativas
Comentários
  • Pressão do vapor na condição dada = 0,386 * 0,3 = 0,1158

    Par na condição dada = Pt - Pv = 1 - 0,1158 = 0,8842

    Nar = Par * V / R * T

    Nar = 0,8842 * 1000 / 0,0831 * 348

    Nar = 30,57 m3 / h


ID
349456
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

O metanol pode ser produzido a partir da oxidação do metano, utilizando-se catalisadores em condições controladas de temperatura e pressão, segundo a reação

 CH4 + ½ O2  CH3OH

Em uma reação entre 1,5 kmol de CH4 e 1,0 kmol de O2, o rendimento teórico de CH3OH e o reagente limitante são,respectivamente,

Alternativas
Comentários
  • Pois é...fiquei esperando uma alternativa com "Todas estão erradas"..,porque se referem a concurso de pessoas e não de crimes!

  • Isso mesmo, deveria ser anulada, pois o erro material prejudicou totalmente a compreensão da alternativa correta.

  • Desculpa opiniões contrárias, más eu concordo com "a resposta da banca examinadora aos recursos foi: apesar de haver erro material, era possível ao candidato entender a questão."

  • Desculpa opiniões contrárias, más eu concordo com "a resposta da banca examinadora aos recursos foi: apesar de haver erro material, era possível ao candidato entender a questão."

  • Concorda porque você acertou ou porque de fato acha que não te atrapalharia na hora da prova?

  • Concorda porque você acertou ou porque de fato acha que não te atrapalharia na hora da prova?

  • Concorda porque você acertou ou porque de fato acha que não te atrapalharia na hora da prova?

  • KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK o concurseiro é uma desgraça mesmo, querendo anular uma questão de 2010 que dava pra ser respondida tranquilamente através de uma interpretação.

  • Realmente da pra entender e resolver a questao. O problema é que há um erro grotesco da banca e deveria ser anulada. Se alguem marcar dois gabaritos, sera que pode usar a mesma justificativa da banca? "apesar do erro material, era possivel a banca entender o gabarito".

  • CH4 O2

    1mol ---------16 1mol ---------32

    1,5 mol------x 1------x

    x=24g x =32 g

    Reagente Limitante é o CH4

    Como na equação temos a proporção de 1CH4:1CH3OH

    serão 1,5 mol de CH3OH


ID
349459
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em ambientes confinados, como o interior de tanques de armazenamento de petróleo e derivados, o ar pode não ser apropriado para a respiração de um ser humano. O motivo, em alguns casos, é a composição volumétrica do ar, que pode apresentar um teor de oxigênio menor que 21%. Se o interior de um tanque contém ar com a composição mássica de 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio, e admitindo-se que a massa molar média do ar seja, aproximadamente, 29 kg/kmol, conclui-se que

Alternativas

ID
349462
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Uma coluna de destilação é alimentada com 100 kg/h de uma mistura a 50% dos compostos A e B. O destilado contém 98% de A e o resíduo de fundo apresenta 94% de B. A corrente de vapor que sai da coluna corresponde a 80% da alimentação e uma parte do destilado retorna à coluna como refluxo.

Com base nessas informações, conclui-se que o(a)

Alternativas
Comentários
  • Eu achei a relação R/D= 0,67, ficou meio longe da alternativa D). Eu marcaria esta alternativa, porque as outras estão ainda mais erradas, mas fiquei pensando, será que eu não fiz alguma conta errada?

    Alguém chegou em uma relação diferente, mais próxima de 0,7?

  • Eu cheguei em sua mesma conclusão, Tácito.

  • Como vocês encontraram esta relação? Não consigo achar...

  • Fazendo os balanços global e para um componente:

    V + L = 100

    0,98*V+0,06*L = 50

    Resolvendo, V = 47,8 kg/h. Como a saída da corrente de vapor da coluna é 80kg/h, o líquido retornado tem que ser 80 - 47,8 = 32,2 kg/h. Com isso, R = 32,2/47,8 = 0,67 letra D

    A) Para mim o erro é o termo global

    B) O refluxo não é 20 kg/h

    C) É o contrário, a vazão de cauda é maior que a de topo

    E)A vazão de topo é próxima de 48 kg/h


ID
349465
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

O acionamento de um motor a querosene requer a compressão do ar, por meio de um turbocompressor, antes de sua introdução na câmara de combustão. Como o processo de compressão ocorre de forma adiabática, o trabalho requerido é dado pela variação da função termodinâmica de

Alternativas
Comentários
  • Balanço de Energia no Regime permanente

    Q+W = Delta ( H + PE + KE) , KE= energia cinética, PE= energia potencial , considerando essas duas =0

    Processo adiabático Q=0

    W = delta H


ID
349468
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

No que se refere ao escoamento de fluidos, analise as afirmativas a seguir.

I - No regime turbulento, o perfil de velocidades de um fluido escoando em um tubo é um paraboloide de revolução.

II - No regime laminar, a transferência de momento ocorre unicamente de forma difusiva.

III - O regime turbulento é sempre transiente.

IV - As flutuações da velocidade em um escoamento plenamente turbulento ocorrendo em tubos é máxima no eixo central da tubulação.

São corretas APENAS as afirmativas

Alternativas
Comentários
  • I - ERRADO No regime LAMINAR, o perfil de velocidades de um fluido escoando em um tubo é um paraboloide de revolução.

    II - CERTO No regime laminar, a transferência de momento ocorre unicamente de forma difusiva.

    III -CERTO O regime turbulento é sempre transiente.

    IV - ERRADO As flutuações da velocidade em um escoamento plenamente LAMINAR ocorrendo em tubos é máxima no eixo central da tubulação.


ID
349471
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um fluido newtoniano e incompressível escoa em determinada tubulação em regime plenamente turbulento. Se um outro fluido, também newtoniano e incompressível, escoar na mesma tubulação e com a mesma vazão que o primeiro, porém com um terço da viscosidade absoluta/dinâmica e metade da densidade do primeiro, o fator/ coeficiente de atrito é

Alternativas
Comentários
  • f = 64/Re

  • Para escoamentos turbulentos, o fator de atrito vai depender do Numero de Reynolds (rô.V.L/Mi) e da rugosidade relativa (e/D). No diagrama de moody  observá-se que que o fator de atrito é plotado para valores de reynolds que variam de dez em dez mil. Ao calcular o numero de reynolds para os dois tipos de escoamento percebe-se que a relação entre os numero de reynolds é de 1,5, oq entende-se que não há variação do fator de atrito!

  • Para escoamentos turbulentos, o fator de atrito vai depender do Numero de Reynolds (rô.V.L/Mi) e da rugosidade relativa (e/D). No diagrama de moody  observá-se que que o fator de atrito é plotado para valores de reynolds que variam de dez em dez mil. Ao calcular o numero de reynolds para os dois tipos de escoamento percebe-se que a relação entre os numero de reynolds é de 1,5, oq entende-se que não há variação do fator de atrito!

  • Para escoamentos turbulentos, o fator de atrito vai depender do Numero de Reynolds (rô.V.L/Mi) e da rugosidade relativa (e/D). No diagrama de moody  observá-se que que o fator de atrito é plotado para valores de reynolds que variam de dez em dez mil. Ao calcular o numero de reynolds para os dois tipos de escoamento percebe-se que a relação entre os numero de reynolds é de 1,5, oq entende-se que não há variação do fator de atrito!

  • Em escoamentos plenamente turbulentos, admite-se que o fator de atrito é constante e não varia com a densidade, somente com a rugosidade relativa. Como o novo Reynolds é 50% superior que o Reynolds antigo, garanto que estarei numa região de escoamento plenamente turbulento também. Com isso, posso garantir que o fator de atrito será constante.

  • Que pegadinha maldosa, confesso que cai...

    Pelo enunciado temos regime plenamente turbulento, que suponha que seja como regime turbulento rugoso! Então pode mudar a viscosidade e densidade a vontade que não vai influenciar em nada!!!

    Em regime turbulento rugoso, o fator de atrito depende somente da rugosidade relativa.

    LETRA E


ID
349474
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

A convecção forçada interna ocorre em diversas aplicações industriais, como no escoamento de água ou óleo em tubulações, em dutos de ventilação e no projeto de trocadores de calor casco-tubo ou de tubo concêntrico. Sobre o fenômeno de convecção interna em tubos circulares, é INCORRETO afirmar que a(o)

Alternativas
Comentários
  • A)   parede exterior do tubo, uma vez aquecida eletricamente, torna possível a imposição de um fluxo de calor constante sobre a superfície do tubo.

    Explicação: Se impormos calor na superfície de um tubo, certamente ele será transferido para o fluido.

    B)   velocidade do fluido e o diâmetro do tubo são variáveis e afetam diretamente o coeficiente de convecção interna.

    Explicação: A convecção é afetada diretamente por Reynolds, quando maior esse adimensional, maior será a troca convectiva.

    C)  imposição de fluxo de calor e de temperatura constantes na superfície do tubo propicia o aumento do coeficiente de convecção no fluido.

    Explicação:altera o fluxo de calor, mas o h se mantém inalterado.

    D)  transferência de calor em escoamentos internos pode ser intensificada, ao se introduzir rugosidade à parede interna do tubo para aumentar a turbulência no fluido.

    Explicação: A convecção é afetada diretamente por Reynolds, quando maior esse adimensional, maior será a troca convectiva.

    E)   coeficiente local de convecção independe da posição axial no escoamento térmico plenamente desenvolvido de um fluido com propriedades constantes de um tubo.

    Explicação: No escoamento plenamente desenvolvido, o escoamento é igual em todos os pontos.

    LETRA C


ID
349477
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em trocadores de calor, as correntes podem ser paralelas e cruzadas, estando em contracorrente ou cocorrentes. Em relação às temperaturas de entrada e de saída dos fluidos quente e frio, é INCORRETO afirmar que, em um arranjo

Alternativas
Comentários
  • Não se admite encontro nem cruzamento de temperaturas em trocadores com arranjo cocorrente.

  • LETRA E

    Transgride a LEI ZERO da termodinâmica. Um corpo quente em contato com o corpo frio em um processo de troca térmica JAMAIS terá a temperatura final menor do que a temperatura do corpo frio.

  • Galera, fiz um esquema:

    http://sketchtoy.com/69098133

    Já da para ajudar na resolução da questão!

    Só analisar o gráfico.

    LETRA E

  • Alguém pode me explicar o problema da C?

  • Estava fazendo essa questão e creio que a alternativa A também não está correta, pois se o trocador contracorrente tiver comprimento infinito a T do fluido quente na entrada será igual à temperatura do fluido frio no saída. Como a alternativa coloca a palavra "sempre" eu creio que isso faz com que essa alternativa também esteja incorreta.


ID
349483
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

100 mol/h de uma mistura amônia-ar, considerada ideal, contendo 15% em volume de amônia, entram em uma coluna de absorção em contracorrente para serem tratados com água de modo a recuperar 95% da amônia. A relação solvente líquido / solvente gasoso é 2. A razão molar de amônia no produto líquido e a vazão do solvente, em mol/h, são, respectivamente,

Alternativas
Comentários
  • A resposta dessa questão está errada, pois a porcentagem em volume de uma mistura gasosa é igual à porcentagem molar. Na mistura amônia-ar, temos:

    NH3: 0,15×100=15mols/h

    ar:0,85x100=85mols/h

    NH3 recuperada: 0,95x15=9,5+4,75=14,25mols/h

    Pela razão solvente líquido/solvente gasoso: n1H2O/n1ar=2

    n1H2O=2×85=170mols/h

    Razão molar de amônia no produto líquido: XNH3=14,25/(14,25+170)

    XNH3=14,25/184,25=2,85/36,85

    XNH3=0,57/7,37 ---> XNH3=0,0773(4)

    E a vazão do solvente é na corrente de produto líquido é: 170mols/h.

    Então, não há resposta certa no site.

  • Eu acredito que pode ser uma pegadinha infame. O termo solvente, sem qualificador, é ambíguo no enunciado, podendo se referir tanto ao ar quanto à água. De fato, existe uma vazão de solvente de 85 mol/h, a de ar. O fato da questão não ter sido anulada, quando 5 outras foram, a meu ver apoia essa tese

  • Isso não faz o menor sentido. A rigor solvente é a substancia extratora. O ar é chamado diluente. Essa questão deveria ter sido anulada. A resposta é com certeza letra C. O segundo motivo pra isso é que razão molar é muito diferente de fração molar. E a razão molar é sem dúvida 0,084.


ID
349486
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um extrator recebe 100 kg/h de uma solução aquosa com 2% de soluto. Essa solução deve aparecer no rafinado com 1% de soluto. O solvente empregado e a água podem ser considerados imiscíveis. A constante de equilibrio é 4 (kg soluto / kg solvente) / (kg soluto / kg água). Aproximan- do-se a fração 98/0,99 para 99, o valor aproximado da va- zão necessária de solvente, em kg/h, deve corresponder a

Alternativas
Comentários
  • Alguém poderia me ajudar nessa questão? Grato

  • Eu fiz assim:

    Entrada da solução aquosa: 100 kg/h ==> 2% de soluto ==> 2 kg/h de soluto + 98 kg/h de água

    Saída da solução (rafinado) ==> água continua igual: 98 kg/h ==> soluto a 1%: m/(m+98) = 0,01 ==> resolvendo: massa soluto: 98/99 kg/h

    Entrada do solvente: M kg/h de solvente puro

    Saída do solvente: M kg/h de solvente + 100/99 kg/h de soluto (2 - 98/99)

     

    Aí só usei a constante de equilíbrio:

    4 (kg soluto / kg solvente) / (kg soluto / kg água)  ==> 4 = (kg soluto / kg solvente) / (kg soluto / kg água) ==>

    ==> 4 = ( (100/99) / M) / ( (98/99) / 98) ==> Resolvendo ==> M = 25 kg/h

    Espero que esteja certo, se não tiver, quem souber, por favor, corrigir.

     


ID
349489
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um reator de volume conhecido contém 100 mol de um gás ideal a uma pressão de 105 Pa e a uma temperatura T1. Se, nessas condições, a variação de entropia com ovolume para esse gás vale 100 J.m.K−1, e se a constante universal dos gases pode ser considerada igual a 8,3 J.mol−1. K−1, a temperatura T1 do reator, em K, é de

Alternativas
Comentários
  • Relação de Maxwell para a entropia variando com o volume:

     

    dS/dV = dP/dT

     

    Assumindo modelo de gás ideal e derivando P = nRT/V em função de T, temos:

    dP/dT = nR/V, que pela relação de Maxwell é igual a dS/dV, que é dado no problema. Substituimos para encontrar V

    100 = nR/V 

    V = 8,31 m³

     

    Então, aplicamos a equação dos gases ideais novamente para encontrar a temperatura.

    T = PV/nR

    T = 100000*8,31/100*8,31

    T = 1000 K


ID
349492
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Definindo-se (Cp) e (Cv) como as capacidades caloríficas molares de um gás ideal, a pressão e volume constantes, respectivamente, e (y) como a razão entre essas capacidades caloríficas (y= Cp /Cv ) , a equação que expressa o trabalho (W) de expansão de um gás ideal em um sistema fechado é dada por

Alternativas
Comentários
  • Essa demonstração eu consegui pegar no Smith Van Ness. Maaaas para conseguir chegar nesse resultado ele parte da premissa de que o sistema é adiabático e, consequentemente, Cp e Cv são constantes. Então, W= DeltaU= Cv deltaT.

    Enfim,

    Sendo Y= Cp/Cv , Cp= Cv +R

    Fazendo as substituições e rearranjando:

    Cv = R/ (y-1)

    W= (R/(y-1)) (T2-T1)

    RT1=P1V1

    RT2=P2V2

    Substituindo:

    W= (P2V2-P1V1)/(Y-1)

  • Só um comentário pertinente, se as alternativas tivessem uma parecida com a alternativa A, só que ao invés de termos uma subtração no denominador, tivéssemos uma soma, a questão teria que fornecer informações como: o que ocorreria com a variação do volume e pressão, para distinguirmos qual seria a resposta correta, se eles não dessem essa informação a questão seria passível de anulação.


ID
349495
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Uma reação exotérmica A + B C é conduzida em um reator tanque de mistura perfeita. O calor de reação é 500 kJ/kmol. Os reagentes são alimentados a 25 oC e em proporção estequiométrica. A conversão por passe é 100%. O produto é constituído de 100 kmol/h de C, cuja capacidade calorífica é de 20 kJ •kmol-1• K-1. O reator tem uma área superficial de 20 m2 e não é isolado do meio ambiente, que se encontra a 15 oC. O seu coeficiente global de transferência de calor é 400 kJ• h-1• m-2 •K-1. Nessas circunstâncias,a temperatura da corrente de saída, em oC, é

Alternativas
Comentários
  • Alguem conseguiu fazer?

  • Fazer balanço de energia:

    Simplificando:

    Calor de reação - energia para aquecer produtos (não há reagentes, pois são totalmente consumidos) - energia perdida para ambiente = 0

    Calor de reação: Vazão molar * calor de reação = 100 kmol/h * 500 kJ/kmol = 5*(10^4) kJ/h

    Energia para aquecer produtos: Calor específico molar * vazão molar * variação de temperatura = 20 kJ/(kmol*K) * 100 kmol/h * (T - 15) ==> T é a temperatura final (o que a questão pede), e 25 é a temperatura inicial do reagente, o certo era passar para K, mas como a questão quer a resposta em °C, e a diferença em K é a mesma que em °C, então simplifiquei aqui

    Energia perdida para ambiente: Coeficiente global de transferência de calor * Área * diferença de temperatura = 400 kJ/(h*m²*K) * 20 m² * (T - 15) ==> T é a temperatura final (o que a questão pede), e 15 é a temperatura ambiente em °C, o certo era passar para K, mas como a questão quer a resposta em °C, e a diferença em K é a mesma que em °C, então simplifiquei aqui

     

    Agora só substituir os valores encontrados:

    5 * (10^4) - 20 * 100 * (T - 15) - 400 * 200 * (T - 25) = 0 ==> Resolvendo ==> T = 22 °C

    Deve ter algum jeito mais simples, mas ess foi o jeito que fiz, acho que está certo.

     

  • Fiz assim:

    Balanço de energia para sistemas abertos com reação (Livro Schmal): dE/dt = Wfluxo (ou Qfluxo) + Qreação + Qexterno - Wexterno (de turbina agitador etc, normalmente é desprezível)

    dE/dt= 0 (regime estacionário)

    Desprezando energia cinética e energia potencial e a P constante, então considerando só entalpia:

    Wfluxo= somatório Fj.Cpj.(T - To) -> para reação A + B -> C: somatório Fj.Cpj = Fao(Cpa(1-Xa) + Cpb(M - Xa) + CprXa)

    como é dito na questão que foi equimolar a alimentção: M= Cbo/Cao=1, e xa=100%=1, então:

    Wfluxo= Fao.Cpr.Xa.(T-To)= 100*20*1*(T-25)

    Wexterno=0 (desprezível)

    Qreação= deltaH.(-ra).V -> para CSTR -> (-ra).V = FaoXa , então:

    Qreação= deltaH.Fao.Xa, como deltaH é de reação exotérmica então é negativo

    Qreação= -500*100*1

    Qexterno=UAs(T-Ts)=400*20*(T-15)

    Então:

    dE/dt = Wfluxo + Qreação + Qexterno - Wexterno = 0

    100*20*1*(T-25) -500*100*1 +400*20*(T-15)=0

    T= 22°C

  • Calor reacional = calor de aumento de Temperatura da reação + calor perdido pro ambiente

    Q= UAdT + mCp.dT

    500kj/kmol . 100kmol/h= UA.(TF-15) + M.CP. (TF-25)

    50000kj/h = 400.20.(TF-15) + 100.20.(TF-25)

    a partir dai é só matemática... é sempre bom colocar as unidades pra conferir se o troço vai dar certo..

  • Nunca entendi essa questão. Para mim, a vazão de entrada é 200 kmol/h. Nada mais muda no balanço (a vazão do calor de reação é Fa0*Xa = 100 kmol/h), e a temperatura final é 27


ID
349501
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um oleoduto construído com tubos retos de diâmetros D1, D2 e D3, ligados em série, é usado para transporte de um fluido newtoniano e incompressível com vazão constante. Se D1/D2 = 3 e D2/D3 = 1/2 e designando-se por Re1, Re2 e Re3 os números de Reynolds para o escoamento do fluido nos tubos de diâmetros D1, D2 e D3, respectivamente, conclui-se que

Alternativas
Comentários
  • Reynolds é diretamente proporcional ao diâmetro. Como que deu esses valores do gabarito. Alguém poderia me explicar, por favor. Eu estou encontrando o inverso desses valores da letra B. =(

  • Você deve considerar que as velocidades são diferentes, uma vez que os diâmetros são diferentes. Assim, usa a equação em função da vazão.


ID
349504
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

No escoamento forçado de ar sobre uma placa horizontal aquecida, desenvolve-se a camada limite térmica quando a temperatura do ar for diferente daquela na superfície da placa. Em relação aos mecanismos de transferência de calor, compreende-se que

Alternativas

ID
349507
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em relação a uma coluna de pratos, é INCORRETO afirmar que

Alternativas

ID
349510
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um forno industrial libera gases de exaustão que podem ser utilizados para aquecer água pressurizada em um trocador de calor CT 1-2. A água escoa, em contracorrente, através de tubos cilíndricos a uma vazão de 3 kg/s, enquanto os gases de exaustão escoam no casco a 2 kg/s. Existem 100 tubos, cada um com 25 mm de diâmetro interno e 2,5 mmde espessura. As temperaturas de entrada da água e dos gases são iguais a 300 K e a 800 K, respectivamente. Os calores específicos da água e dos gases de exaustão são iguais, aproximadamente, a 4.200 J •kg-1• K-1 e a 1.000 J•kg-1•K-1, respectivamente. A resistência condutiva da parede do tubo deve ser desprezada. Os coeficientes interno e externo de filme são iguais a 60 W•m-2 •K-1 e a 200 W•m-2•K-1, respectivamente. O número de unidades de transferência é 0,90. 


Considerando-se π = 3, aproximadamente, e de acordo com os dados fornecidos, os valores aproximados para o coeficiente global de transferência de calor, com base na área externa, e o comprimento de cada tubo, por passagem, são iguais, respectivamente, a



Alternativas
Comentários
  • Alguém? 

    Resistência= (1/h1)+(1/h2) 
    U = 1/ Somatória das resistências
    U= 46,15 W/K. M²  , o gabarito aponta 40 ... como ?

    n=100tubos R= 0,015m pi=3 U 
    Usando o U =46,15  A= 2.3.0,015.L. 100

    Cmax= 4200*3KG= 12600J/s

    Cmin= 1000*2kg = 2000J/s
    Para o NUT=0,9= AU/Cmin , isola L e L= 4,33 m , Mas ai o é pedido considerando 1 passe, então 2,15m...

    Se usar o U= 40 , vai dar 5m e 2,5 certinho... MAS COMO o U deu 40 ? eis a questão...  

  • "com base na área externa"

  • Também não entendi como é que chega nos 40 se baseando na area externa..

  • Galera para achar o U faremos:

    1/U*D= (1/h1*D1)+(1/h2*D2) 

    1/U*30= (1/60*25)+(1/200*30) 

    U = 40 W/ m²k

    Confesso que cheguei apenas até aqui e acabei marcando a alternativa B, porque utilizando q= DTML*A*U, cheguei em aproximadamente 6 metros !! Mas com a ajuda dos comentários dos colegas, cheguei em:

    Cmax= 4200*3KG= 12600J/s

    Cmin= 1000*2kg = 2000J/s

    Para o NUT=0,9= A*U/Cmin

    0,9 = 3*(30*10^-3 * L)*100*2*40/ 2000

    L=2,38 m

    Mas convenhamos, fazer essas contas na munheca é complicado, essa questão gasta aproximadamente 10 minutos para resolve-la, caro Monkey D. Luffy, valeu por esse macete de "NUT=0,9= A*U/Cmin", confesso que não iria lembrar deste detalhe!

    LETRA A


ID
349516
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um tanque de flash recebe 600 kmol/h de uma mistura equimolar dos componentes 1 e 2. A fração molar do componente 1, na fase líquida, é 0,3, e a sua constante de equilíbrio é 3. As vazões totais das fases vapor e líquido devem ser, respectivamente,

Alternativas

ID
349522
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

A trajetória de um fluido em um compressor adiabático que opera reversivelmente é representada no Diagrama de Mollier por uma linha

Alternativas
Comentários
  • As propriedades termodinãmicas de uma substância são frequentemente apresentadas em um diagrama temperatura-entropia e num diagrama entalpia-entropia, também chamado de diagrama de Mollier.

     

    Além disso, um processo de compressão adiabática e reversível nada mais é do que um processo isoentrópico.

     

    Portanto, num diagrama entalpia-entropia, cujos valores de entalpia são mostrados na ordenada e os valores de entropia na abscissa, o processo será representado por uma reta na vertical da entalpia inicial até a entalpia final.

  • No diagrama de Mollier(H x S) para um processo de compressão, tem-se nas ordenadas os valores de Entalpia e na abscissa os valores de entropia. Nesse diagrama as pressões são retas com inclinação positiva. Sabe-se que para o processo de compressão, trabalho é realizado sobre o sistema e o menor trabalho possível requerido para levar um fluido(gás) de uma pressão P1 até uma Pressão P2 é o trabalho realizado reversivelmente. Considerando que o processo de compressão é adiabático, teremos que a compressão será adiabática e reversível, portanto isentrópica. Assim, o fluido "sai" de uma pressão P1 inferior para uma pressão P2 superior na trajetória isentrópica, que no diagrama de Mollier é uma reta vertical. Em processos reais, portanto irreversíveis, a trajetória seria uma reta com inclinação positiva - representando um aumento de entropia do fluido inerente as irreversibilidades do processo.

     

    Bons Estudos!


ID
349528
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

No que diz respeito ao escoamento de fluidos, considere as afirmativas abaixo.

I - A cavitação ocorre sempre nas regiões de maior pressão do fluido em escoamento.

II - Em bombas centrífugas, a cavitação ocorre normal- mente na entrada do impelidor.

III - NPSH requerido é a quantidade mínima de energia que deve existir no flange de sucção da bomba, acima da pressão de vapor do líquido, para que não ocorra cavitação.

IV - Para que não ocorra cavitação, basta garantir que o NPSH requerido seja superior ao NPSH disponível.

São corretas APENAS as afirmativas

Alternativas
Comentários
  • I - A cavitação ocorre sempre nas regiões de menores pressão do fluido em escoamento.

    II - Em bombas centrífugas, a cavitação ocorre normal- mente na entrada do impelidor.

    III - NPSH requerido é a quantidade mínima de energia que deve existir no flange de sucção da bomba, acima da pressão de vapor do líquido, para que não ocorra cavitação.

    IV - Para que não ocorra cavitação, basta garantir que o NPSH requerido seja inferior ao NPSH disponível.


ID
349534
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Considere o texto a seguir para responder à questão.


Uma corrente contendo 20% de n-butano (B), 50% den-pentano (P) e 30% de n-hexano (H), em base molar, comum a vazão de 200 mol/h, é alimentada em um tambor de flash (destilação integral) na temperatura de 482 oC. 90% do n-hexano são recuperados na corrente líquida. Sabe-se que as constantes de equilíbrio, nas condições de operação da destilação integral, são KB = 1,8; KP = 0,9; e KH = 0,5.

A vazão da corrente vapor, em mol/h, é de

Alternativas
Comentários
  • Ver questão Q116510, lá mostro como calcular o valor da corrente líquida. Por subtração do valor total (200 mol/h), calcula-se a corrente vapor.


ID
349537
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Considere o texto a seguir para responder à questão.

Uma corrente contendo 20% de n-butano (B), 50% den-pentano (P) e 30% de n-hexano (H), em base molar, comum a vazão de 200 mol/h, é alimentada em um tambor de flash (destilação integral) na temperatura de 482 oC. 90% do n-hexano são recuperados na corrente líquida. Sabe-se que as constantes de equilíbrio, nas condições de operação da destilação integral, são KB = 1,8; KP = 0,9; e KH = 0,5.



A composição molar da corrente líquida é

Alternativas
Comentários
  • Saem 54 mol de C pela corrente líquida e 6 mol pela corrente vapor.

    Estas correntes deixam o vessel em equilíbrio, logo vale y = K x

    6/V = 0,5 * 54 / L

    E, também, sabemos que L + V = 200. 

    Resolvemos para V e L e encontramos L = 163 mol/h.

    Dessa forma, têm-se 54 mol de C nessa corrente, sua composição é 54/163 = 0,33. 

    A única opção possível é a letra A com 31% de C.


ID
349540
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2010
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Qual dos processos descritos abaixo pode ser associado à variação nula de entropia desse sistema?

Alternativas
Comentários
  • Um processo adiabático reversível é necessariamente isentrópico (variação nula de entropia). Entretanto, a questão assumiu a expansão adiabática (simplesmente) como reversível e não mencionou que tratava-se de um processo ideal (expansão do fluido refrigerante na turbina).

     

    Essa questão seria passível de anulação?

  • Acredito que não Arthur, ficou subentendido que é um processo ideal, apesar do enunciado, não falar nada sobre isso!