Questões de Engenharia Química da Fundação Carlos Chagas (FCC)

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Determine a pressão de bolha (Pbolha) de uma mistura líquida contendo 20% de pentano, 50% hexano e 30% de heptano (em composição molar) e a fração molar de pentano (yp) na fase vapor em equilíbrio com esta mistura líquida mantida a 60 °C. Nesta temperatura, as pressões de vapor do pentano, hexano e heptano são, respectivamente, 2,9; 1,1 e 0,4 bar.

  • A.

    Pbolha = 1,25; yp = 0,464.

  • B.

    Pbolha = 1,79; yp = 0,810.

  • C.

    Pbolha = 1,79; yp = 0,780.

  • D.

    Pbolha = 1,25; yp = 0,522.

  • E.

    Pbolha = 1,79; yp = 0,580.

Considere as afirmativas e a figura abaixo, que representa o diagrama de fases para uma substância pura.

I. As regiões A, D e E representam regiões em que a substância seria um sólido, um fluido-supercrítico e um gás, respectivamente.

II. A temperatura e a pressão do ponto triplo desta substância são T4 e P4.

III. Se esta substância estiver inicialmente na temperatura e na pressão T1 e P3, ao elevar-se a temperatura até T2, mantendo a pressão constante, mudase o estado de agregação da substância de sólido para líquido.

IV. A pressão P1 é a pressão de liquefação na temperatura T1, para esta substância.

V. A temperatura T3 é a temperatura de ebulição desta substância na pressão P3.

É correto o que se afirma APENAS em

  • A.

    III, IV e V.

  • B.

    II, III e V.

  • C.

    I, II e IV.

  • D.

    I, III e V.

  • E.

    II e V.

Um grupo de pesquisadores mediu a variação da pressão de vapor do Argônio com a temperatura na vizinhança de 84 K e determinou a seguinte correlação: T B lnPvap = A − B/T ; sendo A = 22,5 e B = 995,2 K. Determine a variação de entropia na mudança de fase (líquido-vapor) do argônio a 84 K.

Dados:

(R = 8,314 J/molK)

  • A.

    2,2 J/molK.

  • B.

    31,0 J/molK.

  • C.

    98,5 J/molK.

  • D.

    15,7.102 J.K/mol.

  • E.

    69,5.104 J.K/mol.

A Equação de Estado de van der Waals,  foi a primeira a predizer com relativo sucesso o equilíbrio transição líquido–vapor de substâncias puras. Sabendo que os coeficientes "a" e "b" são específicos para cada substância e não são dependentes nem da temperatura nem da pressão.

I. O coeficiente "b" da equação para uma dada substância, representa o menor volume possível que um mol desta substância pode assumir.

II. Em baixas temperaturas e altas pressões o resultado obtido através da equação de van der Waals para o volume molar tende a ser muito próximo do resultado obtido (para o volume molar) utilizando-se a equação dos gases ideais.

III. O termo (− a/V2) é o termo que leva em consideração as forças de atração entre as moléculas das substâncias puras.

IV. Esta é uma equação cúbica em V, em temperaturas abaixo da crítica, para uma mesma pressão de vapor a dada temperatura tem-se três raízes, a menor é o volume molar do líquido, a maior é o volume molar do vapor e a intermediária não tem sentido físico.

V. Para volumes molares muito grandes os resultado apresentados por esta equação tendem aos resultado obtidos pela equação dos gases ideais, em uma mesma temperatura.

É correto o que se afirma APENAS em

  • A.

    II e V.

  • B.

    I, IV, e V.

  • C.

    II, III, e V.

  • D.

    I, II, III, e IV.

  • E.

    I, III, IV e V.

Em uma tubulação, com duas seções A e B de diâmetros diferentes, escoa água com vazão volumétrica igual a 0,942 L/s. Se as seções A e B possuem, respectivamente, diâmetros de 2 e 4 cm, determine a redução de velocidade da água, em m/s, entre as seções A e B.

  • A.

    0,57 m/s.

  • B.

    0,75 m/s.

  • C.

    1,50 m/s.

  • D.

    2,00 m/s.

  • E.

    2,25 m/s.

Em um escoamento laminar plenamente desenvolvido que obedece ao seguinte perfil de velocidades:  , a vazão média é de 1,256.10-3 m3/s. Sabendo que o raio da tubulação é R = 2 cm, determine a velocidade para a camada de escoamento onde r = 0,5 R.

  • A.

    2,00 m/s.

  • B.

    1,75 m/s.

  • C.

    1,00 m/s.

  • D.

    1,50 m/s.

  • E.

    0,75 m/s.

Dos números adimensionais abaixo, o único que relaciona fluxo convectivo de calor com fluxo condutivo de calor é o:

  • A.

    Reynolds, Re.

  • B.

    Nusselt, Nu.

  • C.

    Froude, Fr.

  • D. Fator de Darcy, ƒD.
  • E.

    Fator de Fanning, ƒ.

Em um projeto, a parede de um forno deverá ser construída com duas camadas de materiais diferentes e um espaço contendo ar estagnado (k = 0,02 kcal/(h)(m2)(°C/m)) entre estas camadas. A camada interna deverá ser feita de tijolos refratários com espessura de 10 cm (k = 0,10 kcal/(h)(m2)(oC/m)); a camada externa de tijolos de alvenaria com 15 cm de espessura (k = 0,30 kcal/(h)(m2)(°C/m)). O projeto prevê uma perda de calor de no máximo 300 kcal/m2h e que a temperatura externa não ultrapasse 80 °C. Calcule a espessura mínima da camada de ar para que o projeto se adeqüe as especificações desejadas, sabendo que o forno operará a 800 °C.

  • A.

    1,8 cm.

  • B.

    2,3 cm.

  • C.

    8,2 cm.

  • D.

    18,0 cm.

  • E.

    23,0 cm.

Em um experimento para medir a vazão de água (ρ = 1.000 kg/m3) em uma tubulação de 5 cm de diâmetro, um manômetro em "U", cujo fluido manométrico é mercúrio (ρ = 14.000 kg/m3), está conectado a uma placa de orifício. Se a deflexão do fluido manométrico, para uma dada vazão de água, é de 13,5 mm, determine esta vazão com o auxilio da curva de calibração da placa utilizada neste experimento, que relaciona a velocidade de escoamento de água em função da perda de carga na placa.

  • A.

    1,1 L/s.

  • B.

    1,6 L/s.

  • C.

    2,0 L/s.

  • D.

    6,3 L/s.

  • E.

    7,9 L/s.

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.

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