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Prova CESGRANRIO - 2018 - Petrobras - Engenheiro de Processamento Júnior

ID
3272410
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Química
Assuntos

A 40ºC, a densidade do etanol é 0,8 kg L-1. Uma solução foi preparada diluindo-se 200 mL de etanol em água até completar o volume de 1 L de solução.

A concentração da solução preparada, em mol L-1, corresponde a, aproximadamente,

Dado
Massa molar do etanol: 46 g mol-1

Alternativas
Comentários

  • ρ = massa/volume ∴ massa = ρ x volume

    massa = 0,8 Kg/h x 0,2 L

    massa = 0,16 Kg

    Concentração = massa/(MM x Volume (solução)) ∴ 0,16 Kg/(0,046 Kg/mol x 1 L)

    Concentração = 3,48 mol/L

    RESPOSTA = LETRA B

ID
3272413
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Dióxido de carbono é armazenado em um recipiente nas seguintes condições-padrão: temperatura 273 K e pressão 100 kPa.

Assumindo que o dióxido de carbono apresente comportamento de gás ideal, sua densidade, em kg m-3, nessas condições, é aproximadamente igual a

Dados
Massa molar do dióxido de carbono: 44 g mol-1
Constante universal dos gases ideais: 8,31 Pa m3 mol-1 K-1

Alternativas
Comentários

  • PV=N.R,T

    100.10^3=N/V.8,31.273

    N/V= 44,07 mols/m3

    1 mol - 44g

    44,07 mols - 1939,08g

    n/v= 1939,08 g/m3 = 1,94Kg/m3

  • P.V=n.R.T

    P.V=(m/M).R.T

    P.M=(m/V).R.T

    P.M=d.R.T

    d=(100.44)/(8,31.273)=1,94

ID
3272416
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em um sistema em equilíbrio, 3 mols de gás nitrogênio encontram-se saturados com 2 mols de vapor d’água a 333 K. Nessa temperatura, a pressão de vapor da água é 20 kPa.

Nesse sistema, a pressão parcial do gás nitrogênio, em kPa, corresponde a

Alternativas
Comentários

  • P1V1/n1T1 = P2V2/n2T2

    V1=V2 e T1=T2

    P1/n1 = P2/n2

    P1/3 = 20/2

    P1 = 20 KPa

    LETRA C

  • A chave para resolver essa questão, é a pressão de saturação da água, que é pressão parcial do componente.

    Usando a lei de Dalton das pressões parciais:

    Pi = yi * Ptotal

    Como ele forneceu o número de moles de cada componente, calcula-se as frações molares de cada um deles:

    yN2 = 3/5

    yH2O = 2/5

    Substituindo na eq.:

    PN2 = 3/5 * Ptotal

    PH2O = 20 = 2/5 * Ptotal

    Ptotal = 50 KPa

    Logo: PN2 = 3/5 * 50 = 30 KPa (Letra C)

ID
3272419
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Se a pressão de vapor da água a 30ºC é 4,30 kPa, então, em um ambiente em que a umidade relativa é 60%, a pressão parcial do vapor no ar parcialmente saturado por vapor d’água, em kPa, é igual a

Alternativas
Comentários

  • UR=Pressão parcial/Pressão de saturação

    0,6=Pi/4,3 KPa

    Pi=2,58

    Letra B

ID
3272422
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Uma corrente líquida de vazão 20,0 kg h-1 e composição percentual mássica de 60,0% de óleo e 40,0% de água é continuamente separada em separador água/óleo em duas correntes: uma corrente com 95,4% de óleo, e a outra corrente com 1,00% de óleo.

Admitindo-se que não há acúmulo, a vazão mássica da corrente com menor concentração de óleo, em kg h-1, corresponde aproximadamente a

Alternativas
Comentários

  • separamos em correntes, e realiza-se o balanço com as frações óleo.

  • Por Favor, preciso de ajuda nessa questão.

  • Supondo F1 a corrente de alimentação, F2 a corrente rica em óleo e F3 a corrente rica em água. Fazendo os balanços globais e pra cada componente:

    F1 = F2 + F3 (global)

    F1*0.6 = F2*0.952 + F3*0.01 (óleo)

    F1*0.4 = F2*0.046 + F3*0.99 (água)

    Como o enunciado deu que a corrente F1 é igual a 20 mol/h, é só substituir nos balanços por espécie:

    12 = 0.952*F2 + 0.01*F3

    8 = 0.046*F2 + 0.99*F3

    Duas incógnitas, duas equações. Resolvendo esse sistema, a gente encontra que F2 é igual a 12.5 mol/h e F3 é igual a 7.5 mol/h, que é justamente a corrente com menor concentração de óleo.

ID
3272425
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Uma unidade industrial produz uma corrente aquosa de vazão 10 kg h-1 contendo um sal de baixa solubilidade em água. Visando a recuperar o sal, inicialmente empregou-se um processo de filtração. A corrente de filtrado obtida apresentou apenas água e vazão de 6 kg h-1. Por sua vez, a corrente de concentrado foi encaminhada a uma etapa de evaporação, ao final da qual se obteve uma corrente contendo apenas vapor d’água com vazão de 1 kg h-1 e outra corrente contendo apenas o sal.

Qual a concentração percentual de sal na corrente inicial?

Alternativas
Comentários

  • Só realizar um balanço por componente na água, vai descobrir que da corrente inicial (10kg/h) 70% é agua e o restante sal.

    GAB - B

  • no gabarito oficial da prova a resposta está como "d", o gabarito está errado?

  • provavelmente teve recurso

ID
3272428
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em um queimador industrial ocorre a combustão completa de uma corrente contendo 220 kg h-1 de propano (C3H8 ). Essa corrente é colocada em contato com uma corrente de ar. Admite-se que a percentagem mássica de gás oxigênio no ar é 20%, e que os demais componentes do ar não participam da reação de combustão. A vazão mássica, em kg h-1, da corrente de ar necessária para a completa combustão da corrente de propano é

Dados
Massa molar do C3H8 : 44 g mol-1
Massa molar do O2 : 32 g mol-1

Alternativas
Comentários

  • C3H8 + 5 O2 --> 3 CO2 + 4 H2O

    C3H8: 220 kg/h -> 5000 mol/h

    O2: 25000 mol/h -> 800 kg/h

    Ar: 800/0,2 = 4000 kg/h

    Gab: D

ID
3272431
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em um sistema de descarbonatação, uma corrente gasosa de 200 kg h-1, contendo 22% m/m de CO2, é borbulhada em uma solução aquosa de Ca(OH)2 .

Sendo o rendimento da reação igual a 90%, a taxa de formação de CaCO3, em kg h-1 , corresponde a

Dados
Massa molar do CO2 : 44 g mol-1
Massa molar do CaCO3 : 100 g mol-1

Alternativas
Comentários

  • Ca(OH)2 + CO2 ========= CaCO3 + H2O

    44g 100g

    200kg/h x 0.22 = 44 kg/h ----- 100 kg/h ( rend = 100%) como Rend= 90% ==90kg/h

  • Crimes contra a dignidade sexual passaram a ser de ação penal pública incondicionada sem exceções.

ID
3272434
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em um processo, 300 kJ de energia são fornecidos para a expansão isotérmica de um gás ideal.

Nesse processo, o trabalho de expansão realizado pelo gás e a variação de energia interna do gás são, respectivamente, iguais a

Alternativas
Comentários

  • Q= ()U + W

    Isotérmica = Não há variação da energia internar

    assim todo calor fornecido é transferido para trabalho.

ID
3272437
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em um processamento, deve-se elevar a temperatura de 200 kg de etanol de 30°C para 40°C. Sabe-se que a capacidade calorífica específica a pressão constante do etanol é 2,4 J K-1 g-1 .

Nessas condições, a quantidade de calor necessária, em kJ, para esse aquecimento é igual a

Alternativas
Comentários

  • Q = m.c. ∆T

    Q= 200.10^3g. 2,4.10= 4,8.10^3 KJ

ID
3272440
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um engenheiro de processamento está analisando um ciclo frigorífico que utiliza freon-12 como fluido de trabalho e decide fazer essa análise adotando a hipótese de que o ciclo seja ideal. É de conhecimento que no ciclo em análise a vazão de circulação do refrigerante é de 0,02 kg/s, enquanto o coeficiente de eficácia do ciclo de refrigeração e o trabalho no compressor são iguais a 3,5 kJ/kg e 30 kJ/kg, respectivamente.

Qual a capacidade, em kW, de refrigeração desse ciclo frigorífico?

Alternativas
Comentários

  • coeficiente de performance = Qf/W

    3,5 = Qf/30

    Qf = 105 KJ/Kg

    Qf = 105 KJ/Kg * 0,02 Kg/s

    Qf = 2,1 KJ/s = 2,1 KW

  • Uma OBS importante: O Coeficiente de performance ou de eficácia é adimensional, logo o correto é apenas 3,5 (sem unidade). O enunciado se equivocou nessa informação.

ID
3272443
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

O entendimento das Leis Termodinâmicas é de fundamental importância para o projeto de sistemas térmicos e suas diversas aplicações para a indústria de processo.

Tomando como base a Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica, observe as afirmativas a seguir.

I - Para qualquer ciclo percorrido por um sistema, a integral cíclica do calor é proporcional à integral cíclica da energia interna do sistema.
II - A energia interna é uma propriedade extensiva e representa a soma às energias cinética e potencial do sistema.
III - Uma bomba de calor é um dispositivo que opera segundo um ciclo, que requer trabalho e que realiza o objetivo de transferir calor de um corpo de baixa temperatura para um corpo de alta temperatura.

Está correto APENAS o que afirma em

Alternativas
Comentários

  • I - ERRADA Para qualquer ciclo percorrido por um sistema, a integral cíclica do calor é proporcional à integral cíclica da energia interna do sistema.

    Depende do ciclo, se o sistema for isotérmico a energia interna é nula e o Q=W

    II - ERRADA A energia interna é uma propriedade extensiva e representa a soma às energias cinética e potencial do sistema.

    Acredito que o erro está nessa parte de energia cinética.

    III - CORRETA Uma bomba de calor é um dispositivo que opera segundo um ciclo, que requer trabalho e que realiza o objetivo de transferir calor de um corpo de baixa temperatura para um corpo de alta temperatura.

    LETRA C

  • O terceiro fica ué, n tem problema nisso. Teria problema se sobrasse 1 ou 2 no terceiro

  • "Qualquer molécula possui certa quantidade de energia interna armazenada no seu interior. Chamamos de energia interna a fração da energia total de um sistema físico que é determinada apenas pelo seu estado e que corresponde a soma das energias cinética e potencial das partículas (átomos, moléculas) que compõem esse sistema. A energia interna é soma de todas as modalidades de energia que um sistema possui em seu interior que está associada com os seus constituintes microscópicos (átomos e moléculas), do ponto de vista de um referencial em repouso, relativamente ao centro de massa do sistema. É considerada energia interna, quando um sistema é capaz de realizar um trabalho."

    Fonte: http://www.esalq.usp.br/lepse/imgs/conteudo_thumb/Energia-interna.pdf

    A II Deve estar errada porque fala soma das "energias do sistema" quando na verdade deveria ser "energia das partículas que compõem esse sistema"

  • ele fala UTILIZARÁ 3 barcos... e diz que NENHUM sairá com menos de 3 pessoas. Não fala nada sobre barco não sair se tiver menos de 3 pessoas. Devia ser anulada

  • A energia interna é a soma das energias cinética, potencial e radiante. Esta última, costuma intetgrar a parcela da chamada energia térmica. No tratamento clássico da termodinâmica consideramos que a energia interna é dependente apenas da temperatura e essa se relaciona com a velocidade média das moléculas do sistema gasoso (no caso específico dos gases ideais), o que dá impresão que a única componente da energia térmica é a cinética e vice-versa. O que não é verdade!

    Acredito que esse deve ser o erro da II

  • O problema da II é porque diz energia do sistema e o correto seria energia das partículas

  • Creio que o erro da II consiste na limitação da definição de energia interna. Primeiramente ela pode ser tanto extensiva quanto intensiva. Isso vai depender se estamos ou não dividindo a mesma pela massa do sistema.

    Segundamente, sim, em alguns casos, a energia interna pode ser definida como a soma da energia potencial e cinética, porém, em casos específicos. Algumas vezes ela pode ser simplesmente igual a entalpia ou depender apenas do aspecto cinético. Portanto, limitar à definição da opção II é equivocado.

ID
3272446
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um conjunto cilindro-pistão tem um volume de 0,5 m3 e está suportando uma massa de 10 kg. Transfere-se calor para esse cilindro até que seu volume chegue a 0,7 m3. Sabe-se que o trabalho realizado pelo sistema é de 500 Nm.

Nessas condições, qual a área, em m2, do pistão?

Dado
Aceleração da gravidade = 10 m/s2

Alternativas
Comentários

  • Trabalho = F*d

    500 = 100*d

    d = 5m

    Δvolume = A*d

    (0,7-0,5) = A * 5

    A = 0,04 m²

    LETRA C

  • Eu fiz de outra forma:

    W = P x V

    P = F/A -> P=(10 x 10)/A -> P=100/A

    500=(100/A) x (0,7-0,5) -> A=0,04 m²

  • tambem pensei desta forma

  • É que essa alternativa está fazendo um comparativo com a redação antiga, agora, apenas 3 já configura, antes precisava de mais... ela quis dizer isso hahahahaha

  • ate q enfim alguem inteligente comentou isso kkkk...é obvio que esta qst merecia anulação

  • também kk

  • W = P x dV e P = F/A, logo: W = (F x dV) / A ---> Como queremos descobrir a área do pistão: A = (F x dV) / W

    F = m x g, logo: A = (m x g x dV) / W

    m = 10 kg; g = 10m/s2; dV = (0,7 - 0,5) = 0,2 m3; W = 500 Nm

    Substituindo os valores:

    A = (10 x 10 x 0,2) / 500 = 20/500 = 0,04 m2

ID
3272449
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um engenheiro vai realizar um experimento para medir o aumento de temperatura do ar em um pneu. Assim, fez as medições antes e após percorrer certa distância em uma cidade. Inicialmente, a temperatura do ar no pneu era de 25°C a uma pressão manométrica de 200 kPa. No final do trajeto, a pressão verificada foi de 220 kPa em um local onde a pressão atmosférica é de 98 kPa. Assumindo que o volume do pneu permaneceu inalterado e que o ar se comporta como ideal, a variação da temperatura aproximada do ar no pneu, em °C, é

Alternativas
Comentários

  • Eu só consegui achar letra B, com um ΔT = 30°C.

    Alguém poderia me explicar como chega na LETRA C ?

  • Acredito que seja o seguinte:

    Pabs= Patm + Pman

    Po= 1 + 2 = 3 atm

    P= 0,98 + 2,2 = 3,18 atm ~ 3,2 atm

    (Po/To) = (P/T)

    (3/298) = (3,2/T)

    T = 317,9K ~ 318K

    deltaT= T-To = 318-298 = 20K

    deltaT em K = deltaT em graus celsius, logo deltaT= 20 graus

  • P0/T0= PF/TF

    Utilizando as pressões absolutas

    P0 = 200+98 = 298KPa

    PF= 220+98 = 318 KPa

    E as temperaturas em kelvin

    T0= 25+273 = 298

    Assim:

    298/298 = 318/TF

    TF= 318K = 45ºC

    A variação de temperatura 45-25=20ºC

  • Tem que considerar a PRESSÃO ABSOLUTA nos pneus... Pabs = Patm + Pmanométrica

ID
3272452
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

A água é uma substância essencial para a vida e pode se decompor em hidrogênio e oxigênio, como representado na equação abaixo, com a água na fase vapor.


H2O ⇔ 2H2 + O2


O valor de ∆G0 a 25°C é, aproximadamente,


Dado

Água (H2O)

h0f,298 = - 241 826 kJ/kmol

S0T,298 = 188,835 kJ/kmol

Hidrogênio (H2)

S0T,298 = 130,678 kJ/kmol

Oxigênio diatômico (O2)

S0T,298 = 205,148 kJ/kmol

Alternativas
ID
3272455
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Ar comprimido é muito usado nas indústrias para acionamento dos elementos finais de controle. Nesse âmbito, o ar escoa em um conduto com velocidade de 400 m/s, a 27°C.

Assumindo o ar como um gás ideal, o valor aproximado da temperatura de estagnação isentrópica, em kelvin, é

Dado
Cp0 = 1,004 kJ/kg K

Alternativas
Comentários

  • v²/2 = h0-h =Cp*(To-T)

    400²/2 = 1 *10³ (To-300)

    To = 380 K

    LETRA B

  • Luis Fernando, balanço de qual equipamento você usou?

  • Marcos, achei esse site, explica melhor, porém não entendi a dedução.

    https://www.tecconcursos.com.br/questoes/696717

  • Marcos, faz BE.

    deltaH+delta v^2/2=0

    v2=0

    cp(t2-t1) - v1^2/2 =0

  • Testag = To + (v^2/2*Cp)

ID
3272458
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Para o estudo de um sistema compressível simples, as equações de Maxwell relacionam as derivadas parciais das propriedades P, s, T e v.

Lembrando que a equação fundamental da termodinâmica é dG = –sdT + VdP, a relação (∂s/∂P)T , para um gás cuja equação de estado é P(v – a) = RT, corresponde a

Alternativas
Comentários

  • Pela relação de Maxwell

    (∂s/∂P)T = - (∂v/∂T)P

    Como P(V-a) = RT

    quando P é constante

    PdV = RdT então (∂v/∂T)P = R/P

    Substituindo na relação de Maxwell

    (∂s/∂P)T = - (∂v/∂T)P = - R/P

    Letra D

ID
3272461
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

O equilíbrio químico pode ser determinado pela constante de equilíbrio, K, podendo ser expressa pelo logaritmo natural ln(k). Uma pesquisa em um laboratório de química revelou um ΔG° para uma determinada reação de valor igual a 630.000 kJ/kmol a 27°C.

Nessas condições, o valor da constante de equilíbrio é, aproximadamente, de

Dado
R = 8,3145 kJ/kmol.K

Alternativas
Comentários

  • Utilizaremos a equação que relaciona equilíbrio químico com energia livre de Gibbs:

    Delta G reação = Delta Go + R T ln Q (I)

    No Equilíbrio Q = K e Delta G reação = 0, então a equação (I) se reduz a: Delta Go = - R T ln K

    Substituindo os valores:

    630.000 = -8,3145 x 300 x ln K

    Logo: Ln K = -252,57

    Alternativa E

ID
3272464
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um difusor de ar é parte dos componentes de um compressor centrífugo, e suas aletas têm a função de dirigir o fluxo de ar. Em um experimento no qual a temperatura do ar ambiente é de 250 K, a pressão atmosférica é igual a 60 kPa, e a temperatura de estagnação é de 500 K, considerando difusor e o coletor do compressor ambos isentrópicos, o valor aproximado da pressão de estagnação na entrada do coletor do compressor, em kPa, é

Dado
K* = Cp / Cv = 1,4
(2)3,5 = 11,30

Alternativas
Comentários

  • O K* nada mais é que o coeficiente ou expoente de Poisson (representado pela letra γ), logo, temos que γ = cp/cv = 1,4

    Pela Lei de Poisson, temos: P1/P2 = (T1/T2) ^ (γ/γ -1) (I)

    Chamando o coeficiente 1 com os dados da pressão e temperatura ambientes, temos P1 = 60 KPa e T1 = 250 K e o Coeficiente 2 com os dados da estagnação temos que T2 = 500 K e P2 é o que queremos saber.

    Substituindo os valores na equação (I) temos:

    60/P2 = (250/500) ^ (1,4/0,4) -----------> 60/P2 = (1/2) ^ (3,5) --------------> 60/P2 = (1^3,5/2^3,5)

    O valor de 2^3,5 foi dado no enunciado como = 11,30, logo: 60/P2 = 1/11,30

    Multiplicando em cruz, temos que P2 = 678 KPa.

    Alternativa C

ID
3272473
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Um medidor baseado em redução de área está sendo empregado para medir a vazão de um líquido em escoamento permanente e incompressível. Esse dispositivo teve um custo elevado de aquisição, mas apresenta um baixo custo operacional.

Nesse caso, o tipo de medidor e a dependência característica que ele exibe entre a vazão medida e a queda de pressão (a montante e a jusante do estrangulamento) são:

Alternativas
ID
3272479
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Na separação gás-sólido, em ciclone, a

Alternativas
ID
3272482
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em uma aplicação de absorção gasosa em uma coluna de recheio, foram calculados os parâmetros NTU (número de unidades de transferência) e HTU (altura de unidades de transferência) para um caso de vapor diluído absorvido do gás no líquido.

Esses parâmetros são tais que:

Alternativas
Comentários

  • Consegui responder essa questão analisando o link abaixo:

    https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-18082014-114022/publico/Diss_LilianMello.pdf

    É possível responder a questão observando as páginas 27 e 28 da referida tese e fazer a análise afirmativa por afirmativa. Por meio de tal análise chegamos à resposta que é a letra D.

ID
3272485
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Na separação de uma mistura multicomponente, é importante conhecer certos parâmetros, para se proceder ao projeto da coluna de destilação que seja capaz de alcançar a separação pretendida. Há, por exemplo, correlações relacionando o número de estágios ideais, para uma dada razão de refluxo (R) finita, com o número mínimo de estágios (Nmin) e a mínima razão de refluxo (Rmin).

Sobre os parâmetros mínimos, obtidos considerando estágios de equilíbrio, tem-se que

Alternativas
Comentários

  • Equação de FENSK para NÚMERO MÍNIMO DE ESTÁGIOS

    Nmin = LN( (FRAÇÃO CHAVE LEVE NO TOPO/FRAÇÃO DE CHAVE PESADO NO TOPO) * (FRAÇÃO DE PESADO NO FUNDO / FRAÇÃO DE LEVE NO FUNDO ) ) / LN ( volatilidade relativa MÉDIA )

  • Rmin é obtido usando Nmin...

  • Nmin > Rmin > Rop > Nop > prato de alimentação > balanço de energia

    op = operacional

ID
3272494
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Há colunas recheadas e há colunas de pratos. É característica das colunas de pratos a

Alternativas
Comentários

  • Sistema que formam espuma aumenta o arraste, o aumento do arraste diminui a eficiência do estágio. Em consequência disso a coluna vai necessitar de mais estágios para efetuar a separação necessária.

    Formação de canais é com pratos recheados, os tais canais preferênciais... locais que o material vai ser maior preferência para passar.

    Coluna de pratos possuem um espaço entre os pratos ( para diminui o arraste) e esse espaço tbm é utilizado por conta da limpeza. A coluna recheada é mais complicada a limpeza...

    As colunas recheadas possuem menor queda de pressão.

  • A - Incorreta. A formação de caminhos preferenciais é característica das colunas recheadas, embora isso nem sempre ocorra.

    B - Correta. Colunas de pratos podem operar com maiores cargas líquidas sem haver o risco de inundação do sistema.

    C - Incorreta. Pratos, mais especificamente com borbulhadores, acentuam a formação de espumas. As espumas fazem com que a área de contato entre a fase líquida e vapor seja diminuída, dificultando a transferência das fases.

    D - Incorreta. As colunas de pratos são mais fáceis de serem limpas que as colunas de recheio e são ideais para processos que demandam limpeza constante do equipamento.

    E - Incorreta. As colunas de recheio operam com menor queda de pressão e menor perda de carga do que a coluna de pratos.

ID
3272500
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Na aplicação do método de McCabe-Thiele para a destilação de uma mistura benzeno-tolueno, foram desenhadas as linhas operacionais no diagrama de equilíbrio x-y. A alimentação da coluna era composta por líquido em ponto de bolha. A coluna era equipada com condensador total. Verificou-se que a linha de operação da seção de retificação interceptava a diagonal y = x em x = 0,98, e a linha de operação da seção de esgotamento, em (0,44;0,56).

Se o condensado era separado em D, corrente de produto destilado, e L, corrente de líquido que retorna à coluna, a razão de refluxo (L/D) valia

Alternativas
Comentários

  • Achei essa questão um pouco confusa na parte: "Verificou-se que a linha de operação da seção de retificação interceptava a diagonal y = x em x = 0,98, e a linha de operação da seção de esgotamento, em (0,44;0,56)." Para mim, dá a entender segundo o enunciado que o ponto mencionado é onde a reta de esgotamento toca a diagonal y = x. Porém, para conseguir resolver o problema, devo considerar que na verdade esse ponto corresponde onde a reta de esgotamento toca a curva de equilíbrio, gerando assim um R mínimo e número de estágios infinitos.

    Assim, considerando a condição R mínimo: R/(R+1) = (0,98 - 0,56)/(0,98 - 0,44) => R = 3,49 ~ 3,50

  • Com certeza Dennys, a questão é confusa no enunciado. Também entendi que a linha de esgotamento estava interceptando a linha diagonal e não a de equilíbrio quando q=1. Mas o interessante é ficar esperto, pois tanto as linhas de esgotamento, quanto a de retificação estiverem tocando a linha de x=y, as composições serão as mesmas, por isso o ponto dado não pode ser o Xw.

  • Tem-se 2 pontos da retificação: (0,98; 0,98) e (0,44; 0,56)

    Faz y = ax + b com os pontos, e acha a = 0,78

    a = R/(R+1), então R = 3,5

ID
3272503
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Na maioria dos fenômenos estudados em mecânica dos fluidos, as seguintes variáveis podem ser importantes: pressão (P); comprimento (L); viscosidade (μ), tensão superficial (σ); velocidade do som (c); aceleração da gravidade (g); densidade (ρ) e velocidade (V). Os números adimensionais a seguir, que são conhecidos pelo nome de estudiosos importantes, podem ser formados com essas variáveis: ρVD/μ; V2/Lg; V/c; ρV2 L/σ; P/ρV2 .

Com relação a esses números adimensionais, tem-se que

Alternativas
Comentários

  • Nomes das variáveis são: Reynolds, Froude, Mach, Weber, Euler.

    Termos independentes são os obtidos através procedimento de determinação dos grupos pi.

ID
3272506
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

O regime de escoamento de um tubo é determinado pelo número de Reynolds, número adimensional que relaciona as forças de inércia e viscosas em um dado escoamento. Escoamentos com elevados números de Reynolds, em geral, são definidos como regime turbulento, e escoamentos com valores pequenos de número de Reynolds são definidos como regime laminar.

Considere um escoamento em uma tubulação de diâmetro circular de 0,1 m, com vazão volumétrica de 0,1 m3/s , com um fluido de massa específica 1000 kg/m3 e viscosidade dinâmica de 0,00001 Pa.s.

Tal escoamento encontra-se em

Alternativas
ID
3272509
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um engenheiro pretende utilizar uma bomba cuja curva característica segue a parábola H = H0 - aQ2 , onde H0 =100 m e a = 105 s2/m5 . Esse engenheiro pretende transportar um fluido entre dois tanques separados por uma altura de 10 m.

Desconsiderando os efeitos das perdas de carga maiores e menores na tubulação que conecta os tanques, e sabendo que a tubulação tem diâmetro constante, a vazão volumétrica, em m3/s, e a altura de carga no ponto operação para realizar o trasporte do fluido entre os dois tanques, em m, são, respectivamente,

Alternativas
Comentários

  • H = H0-aQ²

    sendo a = 1E5

    H0 = 100

    H=10 ( altura da bomba = altura da carga da bomba)

    10=100-1E5Q²

    Q= 0,03

ID
3272512
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

A cavitação é um fenômeno que pode ocorrer nas bombas toda vez que a pressão estática local for inferior à pressão de vapor do líquido. Esse processo, além de levar à redução do desempenho das bombas, pode também causar danos ou desgastes devido à implosão das bolhas de vapor formadas. Assim ,é evidente que o fenômeno de cavitação deve ser evitado na operação de bombas. Relativas à cavitação em bombas, observe as afirmações a seguir.

I - Quanto maior a altura manométrica de sucção, maior é o valor do NPSH requerido.
II - O NPSH disponível aumenta quando a vazão aumenta.
III - Visando a evitar a cavitação, deve-se manter o valor de NPSH disponível maior que o valor de NPSH requerido.

Está correto o que se afirma em

Alternativas
Comentários

  • I- Quanto maior a altura manométrica de sucção, maior é o valor do NPSH disponível. FALSA

    II - O NPSH disponível aumenta (diminui) quando a vazão aumenta. De acordo com o gráfico de NPSH disponivel, quanto maior a vazão MENOR será o NPSH disponível e MAIOR o NPSH requerido.

    III - Visando a evitar a cavitação, deve-se manter o valor de NPSH disponível maior que o valor de NPSH requerido. VERDADE, de acordo com o gráfico citado acima.

    APENAS a III está correta.

  • Quanto maior a altura manométrica de sucção, maior é o valor do NPSH disponível.

    Alguém sabe por quê?

  • Lembra que NPSHr é dado pelo fabricante da bomba e em função da vazão.

    Quanto maior a vazão, maior o NPSHrequerido. Nós temos controle sobre o NPSHdisponível.

    Esse sim, quando maior a altura manométrica de sucção, MENOR a carga disponível ! NPSHd = Carga na entrada da bomba ( sucção até a bomba) - Pvapor do fluido / densidade*gravidade .

    NPSHd = He - (Pvapor/Rô*g)

  • I - Quanto maior a vazão, maior é o valor do NPSH requerido.

    II - O NPSH disponível diminui quando a vazão aumenta.

    III - Visando a evitar a cavitação, deve-se manter o valor de NPSH disponível maior que o valor de NPSH requerido. Certo.

ID
3272515
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um corpo negro encontra-se a 127°C e emite calor por radiação.

A energia radiante emitida por esse corpo, em kW m-2 , corresponde a, aproximadamente,

Dado
Constante de Stefan-Boltzmann:
5,7 x 10-8 W m-2 K-4

Alternativas
Comentários

  • Taxa de transferência de calor por radiação por área em um corpo negro:

    Q = sigma*T⁴

    Q = 5,7x10⁻8*400⁴

    Q = 5,7x10⁻8*256x10⁸

    Q = 1459,2 W (aproximadamente 1,46 kW)

    Gabarito: E)

  • Obrigada :')

  • Radiação de um corpo Negro:

    Q = σ * (T(K))^4

    Q =  5,7 x 10^-8 W m-2 K-4 * (127+273 K)^4

    Q =  5,7 x 10^-8 W m-2 K-4 * (400 K)^4

    Q =  5,7 x 10^-8 W m^-2 K^-4 *25.600.000.000 K^4

    Q = 145.920.000.000 x 10^-8 W m^-2 

    Q = 1.459,2 W m^-2 

    Q ~ 1,46 kW m^-2 

  • Acrescentando:

    Vale lembrar que o Corpo Negro é aquele que apresenta emissividade máxima, logo, ε = 1

    Q = ε * σ * (T(K))^4

    O resultado é obtido por meio dos cálculos já mencionados nos comentários anteriores.

ID
3272518
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Uma placa metálica com área de 2 m2 apresenta em sua superfície a temperatura de 180°C, e a temperatura do ar sobre a superfície é de 30°C.

Se o fluxo de calor entre a superfície da placa e o ar é apenas convectivo, e o coeficiente de transferência de calor por convecção é 25 W m-2 °C-1 , o fluxo de calor estabelecido, em W, é igual a

Alternativas
Comentários

  • Gabarito E

    q=h ∆T A=(25 W/(m^2 °C))[(180-30) °C](2 m²)=7500 W

  • Só usar a lei do resfriamento

  • Lei de Newton do Resfriamento:

    Qconv = h * A * ΔT

    Qconv = 25 W m^-2 °C^-1 * 2 m^2 * (180 ºC-30 ºC)

    Qconv = 25 W m^-2 °C^-1 * 2 m^2 * 150 ºC

    Qconv = 7500 W m^-2

  • Embora o gabarito não tenha sido alterado, eu acredito que a questão erra em falar de fluxo.

    Ela tinha que falar em TAXA. Fluxo é a TAXA/ÁREA ! E a taxa é a energia total !

    Tá lá no livro do INCROPERA. Essa distinção é bem clara...

ID
3272521
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Uma tubulação cilíndrica deve ser projetada para o transporte de água sob temperatura elevada. Os dados de projeto dessa tubulação são:

Raio interno: ri [m]
Raio externo: re [m]
Comprimento: L [m]
Temperatura na superfície interna: Ti [ºC]
Temperatura na superfície externa: Te [ºC]
Condutividade térmica do material formador da tubulação: K [W m-1 ºC-1 ]

A resistência térmica associada a essa tubulação corresponde a

Alternativas
Comentários

  • Alguém?

  • Gabarito A

    Q=k A dT/dr=k 2 π r L dT/dr→Q dr/r=2 π L k dT→Q ln⁡〖r_e/r_i 〗=2 π L k (T_e-T_i)

    Q=((T_e-T_i))/((ln⁡〖r_e/r_i 〗/(2 π L k)) )→R=ln⁡〖r_e/r_i 〗/(2 π L k)

  • Resistência Térmica da Parede do Tubo:

    Rparede = ln (Re/Ri) / (2*π *k*L)

ID
3272524
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em um permutador de calor, flui, a M0 kg/s, um líquido quente. Para refrigeração, flui em contracorrente, um refrigerante a 4M0 kg/s. Esse trocador de calor foi construído para que a diminuição de temperatura do fluido quente ΔTQ seja igual, em módulo, ao aumento da temperatura do fluido refrigerante ΔTF.

Qual é a razão entre os calores específicos dos fluidos quente e refrigerante, CQ/CF?

Alternativas
Comentários

  • Essa questão é uma pegadinha muito bacana. À princípio, a principal característica de um fluido refrigerante e ter um alto calor especifico, o que induz o candidato a marcar A, porém ao analisar a questão nota-se que o Ce do FR é menor do que o fluido de trabalho.

  • Calor específico é a quantidade de calor necessária para que cada grama de uma substância sofra uma variação de temperatura correspondente a 1°C.

    "...a diminuição de temperatura do fluido quente ΔTQ seja igual, em módulo, ao aumento da temperatura do fluido refrigerante ΔTF."

    Como preciso de 4 vezes mais fluido refrigerante, nota-se então que o calor específico (ce) do fluido quente será 4 vezes maior que o ce do fluido refrigerante.

ID
3272527
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um refrigerador idealizado tem um coeficiente de desempenho η0 quando a temperatura da fonte quente TQ for 3 vezes a temperatura da fonte fria TF.

Se a temperatura da fonte quente for aumentada para cinco vezes a temperatura da fonte fria, o novo coeficiente de desempenho do refrigerador será

Alternativas
Comentários

  • 1ª Situação

    Th = 3*Tf

    β = Tf / (Th-Tf)

    β = Tf / (3Tf-Tf)

    β = 0,5 = β1

    2ª Situação

    Th = 5*Tf

    β = Tf / (Th-Tf)

    β = Tf / (5Tf-Tf)

    β = 0,25 = β2

    Sendo assim temos que β2 = β1/2

    LETRA A

ID
3272530
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um sistema de controle que possui FTMA com um zero positivo, para elevados ganhos da malha aberta, em malha fechada será

Alternativas
Comentários

  • Zero positivo indica que se encontra no semi plano direito de s, ou seja, instável.

  • Como a questão não menciona nada de controlador, então o resultado será o mesmo tanto em malha aberta quanto em malha fechada.

    O Zero positivo indica que a raiz está no semi plano direito de s, o que caracteriza instabilidade. Como a questão menciona que o ganho é elevado então essa instabilidade é mais acentuada.

    Logo, alternativa A é a correta.

ID
3272542
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um sistema linear é descrito por uma função de transferência que apresenta dois polos nulos e ganho unitário positivo.

Se uma malha de realimentação negativa com um controlador do tipo proporcional for aplicada ao sistema, como será o comportamento do sistema em malha fechada?

Alternativas
Comentários

  • alguém ?

  • Gsistema = 1/[(s-p1)(s-p2), se p1 e p2 iguais a zero, Gs=1/s^2

    fechando a malha com controlador proporcional (Gc=K), fica:

    Y(s)/U(s) = G = K*Gs/(1+KGs) = K/(K+s^2)

    pegando a equação característica e igualando-a a zero, entontamos os polos

    P1=+ raiz(-K)

    P2=- raiz(-K)

    Como os dois polos estão sobre o eixo imaginário, as oscilações são sustentadas e não convergem.

ID
3272545
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Para se fazer uma estimativa do aumento da resistência térmica na tubulação em um trocador de calor, devido à formação de uma camada de espessura D, por depósitos de impurezas, supõe-se que a condutividade térmica desse depósito seja 5 vezes menor do que a do fluido que troca calor.

Se o raio do tubo é R, o valor aproximado para a razão D/R que representa o caso, quando o depósito e o fluido apresentam aproximadamente a mesma resistência térmica, é

Alternativas
Comentários

  • Alguém dá uma luz de como HIPOTETICAMENTE essa questão seria feita ?

ID
3272548
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um fluxo forçado de um fluido frio (T - ΔT) atinge uma parede quente à temperatura T. O coeficiente convectivo é h, em W/(Km2), e o número de Nusselt, a razão entre o transporte de calor convectivo e o transporte de calor difusivo, é 0,20.

Nessas condições, a razão h/k, em 1/m, entre o coeficiente convectivo h e a condutividade térmica k, em W/(K.m), para uma parede de tamanho típico de 10 cm, é

Alternativas
Comentários

  • Nu = (h/k) * L

    0,2 = (h/k)* (10*10^-2)

    (h/k) = 2

    LETRA A

  • aplicação direta da fórmula adimensional do Nusselt

ID
3272554
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

As reações químicas podem ter a velocidade de reação modificada com a temperatura. Assim, Arrhenius propôs uma formulação levando em consideração a energia de ativação e o fator de frequência. Um composto a 20°C possui uma constante de velocidade igual a 5x10-4/s e possui a energia de ativação 100 kJ/mol.

Se a decomposição desse composto ocorre a 27°C, o valor aproximado da constante de velocidade, em s-1, é

Dados
R = 8,31 J/mol.K
ln (5x10-4 ) = -7,6

Alternativas
Comentários

  • Calculando A:

    K=Ae^-Ea/RT

    lnK=-Ea/R*(1/T)+lnA

    ln(5x10^-4)=-100000/8,31*(1/293)+lnA

    lnA=33,47

    Calculando K a 27°C:

    lnK=-100000/8,31*(1/300)+33,47

    K=e^-6,64

  • Como o problema no fundo quer uma razão de taxas, dá para fazer menos contas com uma formulação mais direta. Tirando o log e subtraindo as duas equações de taxas, o k0 é eliminado entre as equações, e resta

    ln(k) - (-7,6) = (-Ea / R) * (1/293 - 1/300)

    Da mesma maneira, ln(k) = 6,64

ID
3272557
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Petrobras
Ano
2018
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em alguns processos químicos, tanto na indústria como nos laboratórios, os reatores possuem um papel fundamental. Sua utilização varia de acordo com as necessidades.

Sendo assim, os reatores

Alternativas
Comentários

  • A - Incorreta. Os reatores Batch funcionam de modo transiente.

    B - Incorreta. Os reatores CSTR operam em regime estacionário de maneira contínua.

    C- Correta. O reator PRF tem o formato de um tubo longo que opera em fluxo empistonado cuja reação ocorre no trajeto da entrada até à saída do tubo.

    D - Incorreta. O reator Batch não permite a entrada de reagente durante a reação, sendo que toda a mistura reacional é admitida, espera-se que a reação seja totalmente concluída para então ser retirado ao final de seu processamento.

    E - Incorreta. O reator que apresenta taxa de reação diferente ao longo de seu comprimento é o PFR, o que é comprovado pela fórmula V = Fa0 x { Integral de Xa até 0 de [dXa/(-rA)]}. O CSTR não apresenta gradiente de concentração.