Questões de Engenharia Química do ano 2011

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Uma corrente gasosa escoa através de uma válvula termicamente isolada, na qual a pressão a jusante se torna inferior à pressão a montante. Sobre a diferença entre as temperaturas a jusante e a montante, sabe-se que

  • A.

    é sempre negativa em qualquer situação.

  • B.

    é positiva em qualquer situação.

  • C.

    é zero em qualquer situação.

  • D.

    pode ser positiva, negativa ou nula, dependendo das condições de temperatura e de pressão.

  • E.

    pode ser positiva ou negativa, mas nunca igual a zero.

Uma corrente de metano a 27 oC, com vazão de 3 600 kg/h, é comprimida de 100 kPa até 200 kPa, consumindo, nesse processo, 150 kW. Sabendo-se que a capacidade térmica específica do metano é 2,2 kJ∙kg−1∙K−1, e considerando-se a compressão como adiabática, o gás com comportamento ideal e as ineficiências associadas à máquina como nulas, a variação de temperatura entre a sucção e a descarga do compressor deve ser aproximadamente igual a

  • A.

    zero

  • B.

    42 ºC

  • C.

    68 ºC

  • D.

    92 ºC

  • E.

    100 ºC

O propeno no estado de vapor saturado a 1 100 kPa é comprimido adiabaticamente por um compressor, onde, na descarga, a pressão e temperatura são 2 500 kPa e 80 ºC, respectivamente. Sabendo-se que o rendimento termodinâmico é dado pela relação entre o trabalho ideal e o trabalho real desenvolvido pelo compressor, e de acordo com o diagrama da página anterior, pressão x entalpia específica, o valor do rendimento é

  • A.

    61,5%

  • B.

    66,7%

  • C.

    69,2%

  • D.

    71,4%

  • E.

    76,9%

Se 1 kg/s do propeno efluente do compressor na pressão de 2 500 kPa e na temperatura de 80 ºC, depois de passar por um condensador com perda de carga desprezível, sai desse condensador com 90% em massa de propeno no estado líquido, a carga térmica removida no condensador será

  • A.

    50 kW

  • B.

    120 kW

  • C.

    225 kW

  • D.

    275 kW

  • E.

    300 kW

Tomando como base a análise de um ciclo de Carnot para refrigeração, pode-se demonstrar que o trabalho necessário cresce quando a temperatura da etapa isotérmica de absorção de calor (TA) diminui, aumentando quando a temperatura da etapa isotérmica de rejeição de calor (TR) aumenta. Nesse contexto, a potência usada na compressão para a absorção de uma taxa de calor Q é representada pela seguinte expressão:

  • A.

    Q[(TR – TA)/TR]

  • B.

    Q(TR/TA)

  • C.

    Q(TR/TA) – Q

  • D.

    Q(TA/TR)

  • E.

    (TA – TR)/Q

  • A.

    menos seletivo que o S e irá produzir extratos mais pobres no soluto Q do que os rafinados.

  • B.

    menos seletivo que o S e irá produzir extratos mais ricos no soluto Q do que os rafinados.

  • C.

    mais seletivo que o S e irá produzir extratos mais pobres no soluto Q do que os rafinados.

  • D.

    mais seletivo que o S e irá produzir extratos mais ricos no soluto Q do que os rafinados.

  • E.

    tão seletivo quanto o S e irá produzir extratos com igual teor do soluto Q no extrato e no rafinado.

  • A.

    temperatura após a válvula será sempre inferior à temperatura antes da válvula.

  • B.

    razão V/L após a válvula será igual à razão V/L obtida na saída do vaso.

  • C.

    vazão de carga F, se aumentar, mantendo-se a pressão no vaso, mudará a razão V/L obtida anteriormente.

  • D.

    vapor será formado por expansão da mistura líquida que sai da válvula, quando essa mistura entra no vaso.

  • E.

    balanço de energia no sistema global é dado pela equação: FhF=VhV+LhL, desprezando-se a variação de energia cinética antes e após a válvula.

  • A.

    carga é alimentada na torre como vapor saturado.

  • B.

    razão de refluxo de operação é de 2,5.

  • C.

    razão mínima de refluxo é de 2,0.

  • D.

    razão L/V na seção de absorção da torre é de 5/3.

  • E.

    razão L/V na seção de esgotamento da torre é de 5/3.

No dimensionamento de colunas de destilação para misturas multicomponentes, métodos não rigorosos podem ser utilizados para uma primeira estimativa, usando o conceito de chave leve e chave pesado. Esses métodos estimam o número mínimo de estágios, a razão de refluxo mínima, a localização do prato ótimo e o número real de estágios para uma dada separação. A respeito desses métodos e dos conceitos envolvidos, sabe-se que o

  • A.

    método de Underwood estima o número mínimo de estágios, usando uma média das volatilidades relativas dos componentes entre o topo e o fundo da coluna, mas não considera vazão molar constante ao longo da coluna.

  • B.

    método de Underwood estima a razão mínima de refluxo, admitindo que a vazão molar e a volatilidade relativa entre o chave leve e o pesado sejam constantes, ao longo da coluna.

  • C.

    método de Fenske estima a razão mínima de refluxo, admitindo vazão molar constante ao longo da coluna.

  • D.

    método de Fenske estima o número de estágios teóricos ou a razão de refluxo, a partir do conhecimento da razão mínima de refluxo e do número mínimo de estágios.

  • E.

    componente chave leve é o mais leve e o chave pesado é o mais pesado entre os componentes presentes nessa mistura multicomponente.

Uma mistura de n-butano e n-pentano é obtida como líquido saturado em um vaso de topo de uma coluna de destilação, no qual a temperatura é 44 ºC e a pressão é 204 kPa. Considerando-se que sejam válidas as leis de Raoult e de Dalton e que as pressões de vapor dos hidrocarbonetos a 44 ºC sejam: n-butano = 420 kPa e n-pentano = 132 kPa, o percentual molar de n-butano na mistura líquida é

  • A.

    25%

  • B.

    30%

  • C.

    50%

  • D.

    70%

  • E.

    75%

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