Questões de Engenharia Química da Fundação para o Vestibular da Universidade Estadual Paulista (VUNESP)

Nos processos químicos industriais, muitas vezes trabalha- se com substâncias gasosas em etapas com reações químicas, mudança de fase ou transporte, por exemplo. Dessa maneira, faz-se necessário o entendimento das propriedades dos gases.

Face ao exposto, assinale a alternativa correta.

• A. O gás real obedece à equação de Clapeyron.
• B. O gás ideal obedece à equação de van der Waals.
• C. Nas condições normais de temperatura e pressão, a maioria dos gases ideais se comportam como um gás real.
• D. As partículas dos gases movem-se aleatoriamente e apresentam velocidades variáveis cuja média está relacionada com a temperatura do gás.
• E. A Lei dos Gases Ideais é válida para gases reais a baixas pressões e baixas temperaturas.

Uma das maneiras de enunciar a 1a Lei da Termodinâmica é: “a variação da energia do sistema tem que ser igual à energia transferida através das suas fronteiras com as vizinhanças”. Assim, para um sistema fechado sem reação química, ela pode ser expressa pela equação:

Assinale a alternativa que representa, correta e respectivamente, o valor do trabalho realizado e o calor recebido pelo sistema.

• A. 0,14 kJ e 2,028 kJ.
• B. 0,14 kJ e 0,14 kJ.
• C. 14,0 kJ e 202,8 kJ.
• D. 140,0 kJ e 140 kJ.
• E. 140,0 kJ e 2028 kJ.

Deseja-se estimar o tempo necessário para filtrar 10 m³ de uma solução em um filtro prensa em escala industrial à pressão constante e igual a 1.106 kgf/m². A solução inicial tem concentração conhecida, e a área do filtro é de 10 m². Para isso, realizou-se um ensaio em bancada com a mesma solução, e os resultados obtidos estão apresentados no gráfico a seguir. O filtro do experimento possui 0,02 m² de área, e a pressão durante a filtração foi mantida constante em 50 kgf/cm².

Face ao exposto, o tempo estimado para realizar a filtração industrial é

• A. de 1 hora, aproximadamente.
• B. de 2 horas, aproximadamente.
• C. de 5 horas, aproximadamente.
• D. de 10 horas, aproximadamente.
• E. inferior a 10 minutos.

Um recuperador de calor do tipo duplo tubo será instalado entre duas correntes de água de um processo industrial. As vazões mássicas das correntes quente e fria são iguais a 5,0 kg/s. A corrente fria deve ser aquecida de 25 a 75 ºC, ao trocar calor com uma corrente quente de água líquida a 100 ºC. Considerando-se o calor específico da água igual a 1,0 cal/g.ºC e o coeficiente global de transferência de calor para esse sistema igual a 250 kcal/h.m2.ºC, a respeito do escoamento das correntes e do valor da área de troca térmica, assinale a alternativa que apresenta a afirmação correta.

• A. Operação em paralelo e 144 m², respectivamente.
• B. Operação em contra-corrente e 144 m², respectivamente.
• C. Operação em paralelo e 400 cm², respectivamente.
• D. Operação em contra-corrente e 400 cm², respectivamente.
• E. Nestas condições, não será possível realizar a troca necessária.

Secar um sólido significa remover certa quantidade de água ou de outro líquido do material sólido para reduzir sua umidade a um valor desejado. A secagem é, geralmente, a etapa final de um processo, vindo antes apenas da embalagem do produto. Com relação a essa operação unitária, assinale a alternativa correta.

• A. Trata-se de uma operação com transferência de calor, somente.
• B. Teoricamente, a velocidade de secagem de um sólido em função do tempo pode ser dividida em dois períodos: período de velocidade constante e período de velocidade decrescente.
• C. Durante o processo, a massa de sólido seco varia enquanto a massa de sólido úmido permanece constante.
• D. A secagem de um sólido úmido exposto a uma corrente gasosa com umidade conhecida e constante ocorrerá até que seja atingida sua umidade crítica.
• E. Ao entrar em contato com uma corrente de ar seco, a umidade do sólido diminui, enquanto a umidade do ar aumenta.

A destilação é uma operação unitária que tem por objetivo separar os constituintes de uma mistura líquida por meio da diferença de volatilidade. No desenvolvimento de projetos de colunas de destilação para a separação de compostos binários (A e B), a figura a seguir é bastante prática e amplamente utilizada.

Com relação à figura apresentada, é correto afirmar que

• A. T_A é a temperatura de ebulição do componente menos volátil.
• B. a curva superior representa o ponto de bolha da mistura, ou seja, o início da condensação por resfriamento, e a curva inferior representa o pondo de orvalho da mistura, ou seja, o início da vaporização por aquecimento.
• C. na região b, tem-se uma mistura de A e B na fase líquida, enquanto na região c, tem-se uma mistura de A e B, na fase vapor.
• D. para garantir a separação de A e B por diferença de volatilidade, basta que o processo ocorra entre as temperaturas T_A e T_B, qualquer que seja a composição da mistura binária.
• E. para uma determinada temperatura de operação entre T_A e T_B, é possível estimar a composição da mistura tanto na fase líquida quanto na fase vapor.

O fluxograma a seguir representa um processo de tratamento de esgoto sanitário. Durante esse processo, o esgoto bruto passa por três etapas de transformação, que têm a finalidade de diminuir seu potencial poluidor até valores adequados para ser lançado no corpo d’água.

Com relação ao processo esquematizado na figura, assinale a alternativa correta.

• A. Os decantadores primários, operados de forma contínua, fornecem um clarificado com menor concentração de sólidos que o efluente do tratamento preliminar.
• B. O Tratamento Secundário é composto por uma etapa sem reação seguida por etapa com reação química.
• C. As três etapas de tratamento da fase líquida geram como resíduo uma fase sólida, chamada lodo, que precisa ser tratada para ser disposta adequadamente.
• D. Todo lodo gerado nos tratamentos primário e secundário é encaminhado para tratamento.
• E. Durante o tratamento do lodo, a fase líquida sobrenadante está apta a ser lançada no corpo receptor.

A expressão de grau de cobertura de um catalisador foi dada como:

• A.
• B.
• C.
• D. P_A
• E.

A velocidade de degradação da substância A obedece a uma expressão de primeira ordem, sendo:

É possível calcular a concentração de A, após um determinado tempo de reação, por meio da equação:

• A.
• B.
• C.
• D.
• E.

Em dois equipamentos de medição diferentes, que me dem a mesma propriedade, foram realizadas 10 medições da mesma amostra, em cada equipamento. Aplicaram- se o teste de Grubs, o teste T e o teste F. No teste de Grubs do primeiro conjunto de medições, uma medida esteve acima do valor limite. No teste de Grubs do segundo conjunto de medições, duas medidas estavam acima do valor limite. Foram realizadas as operações necessárias para se assegurar uma distribuição normal para os dois conjuntos de medições. Após essa medição, foi estimado o valor do teste T entre as médias das duas medições, dada uma significância. O valor obtido foi acima do valor limite tabelado. A análise de variância entre as duas medições e o valor do teste F obtido foi inferior ao valor tabelado para significância escolhida.

Assim, é correto afirmar que:

• A. a precisão dos métodos é diferente, a exatidão é igual, e a quantidade de outliers é igual.
• B. a precisão dos métodos é igual, a exatidão é diferente, e a quantidade de outliers é igual.
• C. a precisão dos métodos é diferente, a exatidão é igual, e a quantidade de outliers é diferente.
• D. a precisão dos métodos é igual, a exatidão é diferente, e a quantidade de outliers é diferente.
• E. a precisão dos métodos é igual, a exatidão é igual, e a quantidade de outliers é diferente.