Questões de Engenharia Química do ano 2011

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 (T_A) diminui, aumentando quando a temperatura da etapa isotérmica de rejeição de calor (T_R) aumenta. Nesse contexto, a potência usada na compressão para a absorção de uma taxa de calor Q é representada pela seguinte expressão:

• A.

  Q[(T_R – T_A)/T_R]

• B.

  Q(T_R/T_A)

• C.

  Q(T_R/T_A) – Q

• D.

  Q(T_A/T_R)

• E.

  (T_A – T_R)/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: Fh_F=Vh_V+Lh_L, 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%