Questões de Engenharia Química

Três trocadores 1, 2 e 3 do tipo casco e tubo com passagens simples nos tubos e no casco têm o perfil das correntes dos fluidos quentes e frios descritas nas figuras abaixo.

I. O trocador de calor "1" e o "2" operam com fluxos paralelos, o trocador "3" opera com fluxos em contra corrente.

II. O trocador de calor "3" opera com fluxo s paralelos, o trocador "2" opera com fluxos em contra-corrente.

III. No trocador de calor "1", o fluido quente pode ser um vapor saturado que condensa ao perder calor para a corrente mais fria.

IV. Nada se pode dizer sobre o sentido de fluxo da corrente de aquecimento do trocador "1".

V. Em trocadores como o do tipo "2" a temperatura de saída do fluido frio pode ser mais alta do que a temperatura de saída do fluido quente.

Sobre estes equipamentos é correto o que se afirma APENAS em:

• A.

  II e IV.

• B.

  I, III, e IV.

• C.

  I, III, e IV.

• D.

  I, III, IV e V.

• E.

  II, III, IV e V.

Como a fermentação é um processo exotérmico e as leveduras são extremamente sensíveis à temperatura, o controle desta no interior da dorna exige um sistema de resfriamento eficiente, o que pode ser conseguido por meio de camisas. Tendo ainda o texto como referência, assinale a opção correta a respeito do material de construção da parede da dorna visando uma troca térmica eficiente.

• A. A parede da dorna deve ser construída com um material que possua alto coeficiente de condutividade térmica.
• B. A parede da dorna deve ser construída com um material que possua baixo coeficiente de condutividade térmica.
• C. Se a parede da dorna for dupla, com uma camada de ar entre as duas lâminas, a troca térmica será favorecida.
• D. Quanto mais espessa for a parede da dorna, mais eficiente será a troca térmica.

Um processo amplamente utilizado na indústria para a remoção de substâncias de correntes gasosas ou líquidas é a remoção por adsorção.

I. Esta é uma operação na qual normalmente esta envolvida uma fase estacionária sólida e uma fase móvel líquida ou gasosa.

II. Neste tipo de processo a sustância que constitui a fase sólida deve ter a propriedade de reter as moléculas de contaminantes em seus sítios ativos.

III. Entre as aplicações deste tipo de processo encontra- se a remoção de odores e componentes orgânicos de emissões gasosas para a atmosfera.

IV. Um dos processos de adsorção é a quimissorção que são interações fracas entre os sítios ativos das partículas sólidas do adsorvente e o soluto a ser adsorvido.

V. Os adsorventes utilizados devem ter grande área superficial como, por exemplo, sílica gel e carvão ativo.

Sobre este tipo de processo é correto o que se afirma em

• A.

  I, II, III e V, apenas

• B.

  III, IV e V, apenas.

• C.

  I, III, e IV, apenas.

• D.

  II e IV, apenas.

• E.

  I, II, III, IV e V.

A filtração para separação do bagaço e do melaço usualmente utiliza filtros do tipo tambor rotatório. Em relação a esses sistemas de filtros, assinale a opção correta.

• A. O filtrado passa para o interior do tambor devido ao movimento rotatório contínuo do mesmo.
• B. O regime de operação é descontínuo, pois ocorre acúmulo da torta na superfície do tambor, sendo necessárias paradas para retirá-la.
• C. Esses sistemas de filtros permitem a lavagem e a secagem da torta.
• D. O filtrado passa para o interior do tambor devido à ação da gravidade.

Em um estudo de cinética química para obter-se a energia de ativação de uma reação, dez experimentos foram feitos determinando-se a constante da taxa de reação em temperaturas distintas. Os resultados obtidos foram plotados na forma: 1/T (inverso da temperatura em K) vs ln(k) (logaritmo da constante da taxa de reação), obtendose uma correlação linear:  ln(k) = 8,96 − 2300/T. Determine a energia de ativação da reação com base na correlação apresentada, sabendo que esta reação segue a equação de Arrhenius.

Dados:

R = 8,314 J/mol K

• A.

  74,5 J/molK.

• B.

  8089 J/molK.

• C.

  19122 J/mol.

• D.

  20378 J/mol.

• E.

  22350 J/mol.

A partir do diagrama de fases mostrado na figura do texto, assinale a opção correta.

• A. A mistura de água e etanol é considerada ideal, o que provavelmente ocorre devido ao fato de ambas realizarem ligações de hidrogênio, misturando-se perfeitamente.
• B. Como o álcool é mais volátil que a água, a partir do vinho fermentado é possível, com uma destilação flash, obter álcool anidro.
• C. O número de pratos teóricos para se obter álcool hidratado a partir do vinho fermentado é superior a três.
• D. Durante a destilação da mistura água/etanol, a composição do líquido é sempre diferente daquela do vapor em equilíbrio.

Considere as afirmações abaixo sobre reatores de fluxo empistonados (PFR).

I. Para um reator PFR operando em regime permanente de volume igual a 3 litros e vazão volumétrica de alimentação e saída igual a 1 L/min, o tempo de residência médio dos elementos de volume é igual a 20 s.

II. Um regime de escoamento turbulento provoca uma melhor mistura dos reagentes no interior do reator PFR.

III. Uma perturbação do tipo degrau, no tempo t₁, na concentração de determinada substância da corrente de alimentação de um reator PFR ideal, sem reação química em seu interior, com volume V (L), com vazão F (L/min) e operando em regime permanente, implica em igual perturbação na concentração desta substância da corrente de saída exatamente (V/F) min após t₁.

IV. A resistência à adição ou à retirada de calor do meio reacional em um reator PFR será menor quando o regime de escoamento for laminar se comparado com o regime escoamento turbulento, no interior do reator.

V. Um inconveniente na operação de um reator PFR é a necessidade de descarregá-lo para retirar os produtos e carregá-lo novamente para repor os reagentes a cada nova batelada de processo.

Sobre esse tipo de reator, é correto o que se afirma APENAS em:

• A.

  II, III e IV.

• B.

  I, IV e V.

• C.

  II e III.

• D.

  I, II, IV e V.

• E.

  III.

Em relação aos trocadores de calor usados no processo citado no texto, assinale a opção correta.

• A. A presença de incrustações de óxidos e matéria orgânica nas paredes de trocadores térmicos é desejável, visto que elas aumentam a área de contato e melhoram a eficiência.
• B. O uso de chicanas em trocadores de calor do tipo casco-tubo piora a eficiência desses equipamentos, uma vez que elas forçam a circulação cruzada do fluido que passa no interior do casco sobre os tubos.
• C. O uso de aletas nos tubos de trocadores de calor melhora a sua eficiência, pois provocam um aumento da área superficial para troca térmica.
• D. A principal diferença entre trocadores de calor do tipo tubular e os do tipo casco-tubo reside no fato de que os primeiros permitem apenas a operação em contracorrente, enquanto que estes últimos podem operar tanto em contracorrente quanto em paralelo.

Para a perturbação do tipo rampa, descrita a seguir:

f(t) = 0 para t < 0,

f(t) = At para t ≥ 0.

A transformada de Laplace é dada por:

• A.

  2A/s².

• B.

  A

• C.

  2A/s.

• D.

  A/s.

• E.

  A/s²

Ainda com base no texto, é correto afirmar que a força motriz de troca térmica em trocadores de calor

• A. que operam em regime paralelo é menos variável que naqueles que operam em regime de contracorrente.
• B. que operam em regime de contracorrente é menos variável que naqueles que operam em regime de paralelo.
• C. sempre permanece constante, independentemente de eles operarem em regime de contracorrente ou em paralelo.
• D. sempre varia significativamente, independentemente de eles operarem em regime de contracorrente ou em paralelo.