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Uma corrente de alimentação contém uma mistura formada por dois componentes: A e B. Essa corrente é continuamente separada em duas etapas, sem que haja acúmulo. Na primeira etapa, a corrente de alimentação é separada em duas correntes: X e Y. A corrente Y tem vazão de 300 kg h -1 e concentração percentual mássica de A igual a 20%.

A corrente X é encaminhada para a segunda etapa, sendo separada em duas novas correntes: W e Z. A corrente W tem vazão de 80 kg h -1 e contém 95% de A. Por sua vez, a corrente Z tem vazão de 20 kg h -1 e contém 20% de A.

A concentração percentual de A na corrente de alimentação é igual a

A 15%
B 20%
C 35%
D 70%
E 85%

Na análise da absorção de um soluto (diluído), absorvido da fase gasosa para a fase líquida (solvente), estima-se a altura da torre l (em m) como:

I = K y ​ a G ​ [ ( 1 − L m ⋅ G ​ 1 ​ ) I n ( y I ​ − m ⋅ x I ​ y 0 ​ − m ⋅ x 0 ​ ​ ) ]

tal que G e L são, respectivamente, as vazões molares de gás e líquido por unidade de área (em s m 2 k g m o l ​ sm ); m* é a constante de equilíbrio; K y a é o coeficiente global de transferência de massa vezes a área por volume (em s m k g m o l ​ ); y 0 e y l são as frações molares do soluto no gás na entrada e na saída da torre, respectivamente, e x 0 e x l são as frações molares do soluto no solvente na saída e na entrada da torre, respectivamente.

Para um dado problema, os valores numéricos (no sistema SI) são conhecidos, e os termos da equação acima foram calculados, aproximadamente, como:

K y ​ a G ​ = 0 , 3 ; ( 1 − L m ⋅ G ​ 1 ​ ) = 4 , 0 ; I n ( y I ​ − m ⋅ x I ​ y 0 ​ − m ⋅ x 0 ​ ​ ) = 2 , 0

tal que as unidades (quando há) foram omitidas aqui propositadamente.

Usando-se o conceito da literatura de “número de unidades de transferência” (NTU) e “altura de uma unidade de transferência” (HTU), tem-se, nesse caso:

A l=0,3 m ; NTU = 8,0 ; HTU = 2,4 m
B l=1,2 m ; NTU = 2,0 ; HTU = 2,4 m
C l=2,4 m ; NTU = 8,0 ; HTU = 0,3 m
D l=2,4 m ; NTU = 2,0 ; HTU = 1,2 m
E l=2,4 m ; NTU = 4,0 ; HTU = 0,6 m

O Primeiro Princípio da Termodinâmica, princípio da conservação da energia, relaciona a variação de energia interna de um sistema com o calor e trabalho. Um gás está contido num cilindro com êmbolo móvel, a uma pressão de 6,0.10 4 N/m 2 . São fornecidos ao sistema 10 kJ de calor à pressão constante, e o volume do gás sofre uma expansão de 50 L.

O trabalho realizado e a variação de energia interna nessa transformação em Joule, são, respectivamente,

Dado

1 Pa = 1 N m -2

A -5000 e 5000
B -2000 e 8000
C -3000 e 7000
D -4000 e 6000
E -6000 e 4000

O Número de Prandtl é uma grandeza adimensional que relaciona as camadas limites hidrodinâmica e térmica no estudo da transferência de calor no escoamento de fluidos em tubulações.

Esse Número é função das seguintes grandezas:

μ = viscosidade dinâmica [kg s -1 m -1 ]
Cp = calor específico a pressão constante [ J kg -1 K -1 ]
K = condutividade térmica [W m -1 K -1 ]

A expressão que define o Número de Prandtl corresponde a

A μ . K / Cp
B K / Cp . μ
C K . Cp / μ
D μ / Cp . K
E μ . Cp / K

Um ciclo de refrigeração a ar em que ocorre um processo de expansão numa turbina está representado na Figura abaixo.

Considere o ciclo-padrão a ar de refrigeração simples, onde o ar entra no compressor a 0,1 MPa e 253 K, deixando-o a 0,5 MPa. O modelo utilizado para o ar é de gás perfeito com C p = 1,0035 KJ Kg -1 K -1 , C v = 0,7165 KJ Kg -1 K -1 para uma temperatura de 300K.

Cada processo ocorre em regime permanente e não ocorrem variações de energia cinética ou potencial no sistema.

Sabendo-se que o ar entra na turbina a 288 K, o coeficiente de eficácia desse ciclo é de

A 0,5
B 0,6
C 0,8
D 1,7
E 2,7

No diagrama de fase PT apresentado abaixo, o estado físico de uma substância pode mudar apenas alterando o valor de uma variável e permanecendo a outra variável constante.

Nesse contexto, em referência ao diagrama, a passagem de

A XU para XV corresponde ao processo de solidificação.
B XV para XU corresponde ao processo de fusão.
C YU para YV corresponde ao processo de sublimação.
D YV para XV corresponde ao processo de solidificação.
E YU para XU corresponde ao processo de vaporização.

Considere a função de estado da energia interna U=U(S,V) e sua expressão diferencial dU=TdS-pdV. Correlacione com a entalpia H=H(S,P) e sua expressão H=U+PV.

A relação de Maxwell correspondente é

A ( ∂ V ∂ P ​ ) s ​ = ( ∂ P ∂ S ​ ) v ​
B ( ∂ V ∂ T ​ ) P ​ = ( ∂ S ∂ V ​ ) v ​
C ( ∂ V ∂ T ​ ) S ​ = − ( ∂ S ∂ T ​ ) v ​
D ( ∂ U ∂ P ​ ) v ​ = ( ∂ P ∂ V ​ ) p ​
E ( ∂ P ∂ T ​ ) s ​ = ( ∂ S ∂ V ​ ) p ​

Em um reator é realizada a hidrogenação de C 2 H 4 . Esse reator é alimentado por duas correntes: uma com vazão de 56 kg h -1 de C 2 H 4 e outra com vazão de 10 kg h -1 de H 2 . O processo opera em estado estacionário, e, na saída do reator, verifica-se que apenas o reagente limitante foi consumido por completo.

Em uma etapa posterior, o reagente em excesso que não participou da reação é recuperado, sendo completamente separado do produto formado.

A vazão de reagente recuperado, em kg h -1 , é igual a

Dado

Massas molares: C 2 H 4 : 28 g mol -1 , H 2 : 2 g mol -1

A 2
B 4
C 6
D 8
E 10