Questões de Química da Fundação CESGRANRIO (CESGRANRIO)

De modo a aumentar o rendimento de caldeiras, sugerese preaquecer a sua água de alimentação, usando um trocador de calor casco-tubo, CT 1-2, para aquecer 5 kg/s de água, proveniente da central de utilidades, com 10 kg/s de gases de exaustão da própria caldeira. A água entra no trocador a 30 oC e sai a 120 oC, enquanto que o gás entra a 300 oC. O trocador opera em contracorrente. Supondo os calores específicos iguais a 4.200 J/kgK para a água e 1.050 J/kgK para o gás de exaustão e considerando um coeficiente global de transferência de calor igual a 1.500 W/m2K, um fator de correção para o ( T)ln igual a 0,97 e (ln 2) igual a, aproximadamente, 0,7, a área de troca térmica, em m2, está na faixa de

• A.

  21 a 23

• B.

  18,5 a 20,5

• C.

  14 a 17

• D.

  9 a 11

• E.

  6,5 a 8,5

Quanto à sua operação, as caldeiras de recuperação de calor

• A.

  servem para recuperar calor do vapor proveniente de turbina a vapor.

• B.

  são trocadores de calor, em que vapor de água é gerado devido ao aquecimento da água pelos gases liberados na queima de combustível no interior da caldeira.

• C.

  são equipamentos industriais, que extraem energia térmica de vapor de água gerado em turbinas.

• D.

  são geradores de vapor, capazes de recuperar totalmente o calor dos gases de exaustão de turbinas a gás.

• E.

  aumentam a eficiência térmica de um sistema, uma vez que o vapor produzido aciona uma turbina, não necessitando queimar combustível adicional.

Um trocador de calor casco-tubo é composto por um feixe de tubos e um casco que o envolve. Considerando essa proposição, é correto afirmar que

• A.

  a área de troca térmica de um trocador de calor cascotubo que opere em contracorrente é maior do que aquela de um que opere em cocorrente.

• B.

  as incrustações existentes nas superfícies interna e externa nos tubos formadores do feixe provocam um aumento de área de troca térmica, acarretando um aumento no coeficiente global de transferência de calor.

• C.

  o fluido que provoca maior incrustação deve escoar pelo casco, face à facilidade de limpeza.

• D.

  o fluido, em um trocador CT 1-2, passa uma vez pelos tubos e duas vezes pelo mesmo casco.

• E.

  os depósitos que vão sendo formados, ao longo dos anos, nas paredes interna e externa dos tubos do feixe, fazem com que trocadores de calor percam eficiência de troca térmica.

Em um determinado processo industrial, um tubo cilíndrico, de 0,050 m de diâmetro e de 5 m de comprimento, transporta água a uma taxa mássica de 0,3 kg/s. A temperatura da superfície externa desse tubo é mantida constante ao longo de todo o seu comprimento, sendo igual a 100 oC. A água entra no tubo a 20 oC e sai aquecida a 60 oC. Considere o número igual a, aproximadamente, 3, ln 2 igual a, aproximadamente, 0,7 e o calor específico da água igual a 4.161 J/kgK. Para essas condições, concluise que o coeficiente médio de película para o escoamento interno encontra-se, em W/m2K, na faixa de

• A.

  1.100 a 1.200

• B.

  2.200 a 2.400

• C.

  10.000 a 12.000

• D.

  400.000 a 420.000

• E.

  450.000 a 470.000

Um trocador de calor casco-tubo (CT 1-4) de 100 tubos é usado para resfriar óleo, tendo água como fluido de resfriamento. A água escoa pelo interior dos tubos, a uma velocidade de 1 m/s, em contracorrente com o óleo. Os diâmetros dos tubos externo e interno são 0,05 m e 0,04 m, respectivamente. A água entra no trocador a 25 oC e sai a 55 oC. Considere que a massa específica da água seja 1.000 kg/m3 e despreze a resistência condutiva da parede do tubo. Considere, também, o número = 3 e ( T)ln = 30 oC, com um fator de correção de 0,9. Suponha que os coeficientes interno e externo de transferência de calor sejam iguais a 3.300 W/m2K e 4.700 W/m2K, respectivamente, e o calor específico da água, igual a 4.161 J/kgK. Para essas condições, o comprimento, em m, do tubo por passagem está na faixa de

• A.

  0,03 a 0,06

• B.

  0,1 a 0,3

• C.

  3 a 6

• D.

  10 a 14

• E.

  17 a 25

Um reservatório de água foi contaminado com estireno, um hidrocarboneto aromático de alta toxicidade. Após um tratamento para a remoção deste contaminante, uma amostra de 20 mL desta água foi submetida a um procedimento para avaliação do teor residual de benzeno. Essa amostra foi extraída com 10 mL de um solvente orgânico transparente à radiação UV-Vis; em seguida, 3 mL desta fase orgânica da extração foram analisados em espectrofotômetro de UV-Vis a 244 nm em uma cubeta de quartzo de 1 cm de passo ótico, fornecendo um valor de absorvância igual a 0,12 uA. Sabendo-se que o valor de absortividade molar do estireno a 244 nm é igual a 12.000, e a massa molar do estireno é igual a 104, conclui-se que o teor residual deste composto na água é igual a

• A.

  0,01 mg/L

• B.

  0,03 mg/L

• C.

  1,04 mg/L

• D.

  1,04 g/L

• E.

  3,12 g/L

Existem diversas metodologias analíticas para a determinação dos teores de espécies químicas específicas. Relacione as metodologias apresentadas à esquerda com os processos relacionados à direita.

Estão corretas as associações:

• A.

  I – P, III –Q, IV – R

• B.

  I – Q, II – P, IV – R

• C.

  I – Q, II – R, IV – P

• D.

  II – P, III – R, IV – Q

• E.

  II – Q, III – P, IV – R

O poli(acetato de vinila) - PVA - é um polímero de grande interesse industrial, utilizado na fabricação de adesivos, filmes plásticos e tintas. Ele pode ser obtido pela polimerização de acetato de vinila, promovida pela adição de peróxidos (ROOR) e por aquecimento, conforme a ilustração abaixo.

Em relação a este processo, é correto afirmar que

• A.

  o processo de polimerização descrito pode ser classificado como radicalar, já que peróxidos, sob aquecimento, formam radicais livres que iniciam a reação de polimerização.

• B.

  o peróxido é um catalisador deste processo de polimerização, uma vez que, na sua ausência, a reação se processará mais lentamente.

• C.

  o acetato de vinila, devido à presença do grupamento carbonila, de caráter polar, formará carbocátions na presença de peróxidos, gerando o PVA por polimerização catiônica.

• D.

  a polimerização do acetato de vinila por ação de peróxidos gera moléculas de PVA de tamanho de cadeia único, onde m = n − 2.

• E.

  pode ser classificado como aniônico, uma vez que os peróxidos, assim como os hidróxidos, são bases fortes, gerando ânions capazes de promover uma adição nucleofílica ao acetato de vinila.

Copolímeros estão entre os compostos mais estudados para a produção de novos materiais, com propriedades físicas e químicas muito específicas. A esse respeito, analise as afirmativas a seguir.

I – Copolímeros consistem em uma mistura física de dois homopolímeros compostos por monômeros estruturalmente diferentes, normalmente pela mistura de soluções dos dois polímeros, seguida da evaporação do solvente.

 II – Copolímeros podem ser obtidos pela reação entre diferentes monômeros, sendo que a proporção relativa entre eles na estrutura do copolímero dependerá de suas reatividades químicas.

III – Copolímeros, por possuírem mais de um monômero, apresentarão as propriedades físicas e químicas dos homopolímeros, combinadas em um único material.

É(São) correta(s) APENAS a(s) afirmativa(s)

• A.

  I.

• B.

  II.

• C.

  III.

• D.

  I e III.

• E.

  II e III.

Catalisadores são compostos adicionados a um processo químico, mas que não são consumidos durante o processo, embora afetem sua cinética. Assim, os catalisadores

• A.

  alteram a cinética de uma reação, deslocando o equilíbrio no sentido da formação dos produtos e, por isso, aumentam o rendimento da reação.

• B. alteram a velocidade de uma reação por reduzir sua variação de entalpia o que diminui a energia necessária para a obtenção dos produtos.
• C.

  alteram o equilíbrio de uma reação pois, ao acelerar a formação de produtos, deslocam este equilíbrio na direção da maior formação desses produtos, conforme predito pelo Princípio de Le Chatelier.

• D.

  

• E.

  fornecem uma área maior onde os reagentes se aderem para que a reação possa ocorrer em sua superfície.