Questões de Química da Centro de Seleção e de Promoção de Eventos UnB (CESPE)

Trocadores de calor são utilizados no refino do petróleo para aumentar a eficiência do processo e diminuir o gasto energético da planta de produção. A energia captada pelos trocadores é utilizada para preaquecer o óleo cru. Entretanto, a presença de incrustações nas tubulações reduz o desempenho térmico desses trocadores de calor. Essas incrustações podem ocorrer porque, na água utilizada como líquido de arrefecimento, o seguinte equilíbrio se estabelece.

 I

Na condição ambiente, o equilíbrio representado na expressão I, acima, está fortemente deslocado no sentido dos produtos. Com o aquecimento, todavia, ocorre um deslocamento desse equilíbrio no sentido dos reagentes, devido à decomposição do H ₂ CO ₃ , conforme a reação a seguir.

II

Nessa situação, ocorre a deposição de CaCO ₃ , incrustando as tubulações dos trocadores, o que reduz a eficiência da troca de calor e o calibre desses dutos, podendo, em alguns casos, obstruir completamente a passagem de água. A partir das informações acima, julgue os itens seguintes, considerando as seguintes massas molares:

Na situação de equilíbrio, as moléculas participantes das reações I e II param de reagir e todas as moléculas presentes no meio reacional permanecem indefinidamente estáveis e imutáveis.

• C. Certo
• E. Errado

Julgue os itens subseqüentes.

 I Quando o fluido quente tem uma taxa de capacidade calorífica muito maior que a do fluido frio, a temperatura do fluido quente diminui enquanto a do fluido frio permanece aproximadamente constante.

 II Quando os fluidos frio e quente têm a mesma taxa de capacidade calorífica, a diferença de temperatura ao longo do trocador de calor sofre uma grande variação.

 III Quando o fluido frio tem uma taxa de capacidade calorífica muito maior que a do fluido quente, a temperatura do fluido quente diminui enquanto a do fluido frio permanece aproximadamente constante.

Assinale a opção correta.

• A.

  Apenas um item está certo.

• B.

  Apenas os itens I e II estão certos.

• C.

  Apenas os itens I e III estão certos.

• D.

  Apenas os itens II e III estão certos.

• E.

  Todos os itens estão certos.

Trocadores de calor são utilizados no refino do petróleo para aumentar a eficiência do processo e diminuir o gasto energético da planta de produção. A energia captada pelos trocadores é utilizada para preaquecer o óleo cru. Entretanto, a presença de incrustações nas tubulações reduz o desempenho térmico desses trocadores de calor. Essas incrustações podem ocorrer porque, na água utilizada como líquido de arrefecimento, o seguinte equilíbrio se estabelece.

 I

Na condição ambiente, o equilíbrio representado na expressão I, acima, está fortemente deslocado no sentido dos produtos. Com o aquecimento, todavia, ocorre um deslocamento desse equilíbrio no sentido dos reagentes, devido à decomposição do H ₂ CO ₃ , conforme a reação a seguir.

II

Nessa situação, ocorre a deposição de CaCO ₃ , incrustando as tubulações dos trocadores, o que reduz a eficiência da troca de calor e o calibre desses dutos, podendo, em alguns casos, obstruir completamente a passagem de água. A partir das informações acima, julgue os itens seguintes, considerando as seguintes massas molares:

O composto CaCO₃  , apesar de ser um sólido e oferecer resistência a impactos mecânicos, não é formado por uma massa contínua e uniforme, mas apresenta vários espaços vazios no seu interior.

• C. Certo
• E. Errado

Trocadores de calor são utilizados no refino do petróleo para aumentar a eficiência do processo e diminuir o gasto energético da planta de produção. A energia captada pelos trocadores é utilizada para preaquecer o óleo cru. Entretanto, a presença de incrustações nas tubulações reduz o desempenho térmico desses trocadores de calor. Essas incrustações podem ocorrer porque, na água utilizada como líquido de arrefecimento, o seguinte equilíbrio se estabelece.

 I

Na condição ambiente, o equilíbrio representado na expressão I, acima, está fortemente deslocado no sentido dos produtos. Com o aquecimento, todavia, ocorre um deslocamento desse equilíbrio no sentido dos reagentes, devido à decomposição do H ₂ CO ₃ , conforme a reação a seguir.

II

Nessa situação, ocorre a deposição de CaCO ₃ , incrustando as tubulações dos trocadores, o que reduz a eficiência da troca de calor e o calibre desses dutos, podendo, em alguns casos, obstruir completamente a passagem de água. A partir das informações acima, julgue os itens seguintes, considerando as seguintes massas molares:

Segundo a reação I, para cada mol de CaCO₃  consumido, são produzidos 61 g de  HCO ₃ - .

• C. Certo
• E. Errado

Em permutadores de calor casco e tubo, de maneira geral, passam pelos tubos

I líquidos limpos.

II líquidos corrosivos.

III líquidos em alta pressão.

 Assinale a opção correta.

• A.

  Apenas um item está certo.

• B.

  Apenas os itens I e II estão certos.

• C.

  Apenas os itens I e III estão certos.

• D.

  Apenas os itens II e III estão certos.

• E.

  Todos os itens estão certos.

Trocadores de calor são utilizados no refino do petróleo para aumentar a eficiência do processo e diminuir o gasto energético da planta de produção. A energia captada pelos trocadores é utilizada para preaquecer o óleo cru. Entretanto, a presença de incrustações nas tubulações reduz o desempenho térmico desses trocadores de calor. Essas incrustações podem ocorrer porque, na água utilizada como líquido de arrefecimento, o seguinte equilíbrio se estabelece.

 I

Na condição ambiente, o equilíbrio representado na expressão I, acima, está fortemente deslocado no sentido dos produtos. Com o aquecimento, todavia, ocorre um deslocamento desse equilíbrio no sentido dos reagentes, devido à decomposição do H ₂ CO ₃ , conforme a reação a seguir.

II

Nessa situação, ocorre a deposição de CaCO ₃ , incrustando as tubulações dos trocadores, o que reduz a eficiência da troca de calor e o calibre desses dutos, podendo, em alguns casos, obstruir completamente a passagem de água. A partir das informações acima, julgue os itens seguintes, considerando as seguintes massas molares:

O íon Ca ²⁺ é formado quando o átomo de cálcio perde todas as cargas negativas.

• C. Certo
• E. Errado

Em uma parede de 2 m de espessura e 10 m 2 de área, está presente uma geração de calor de 2.000 W/m 3 . O material da parede possui as seguintes propriedades: D = 1.600 kg/m 3 , 6 = 40 W/(m.K) e Cp = 4 kJ/(kg.K). A distribuição de temperatura ao longo da parede, em certo instante do tempo, é dada por T = 900 – 300x, em que T é a temperatura, em graus Celsius, e x é a espessura da parede, em metros. Nessa situação, a taxa de variação de energia acumulada na referida parede, em kW, é igual a

• A.

  10.

• B.

  20.

• C.

  30.

• D.

  40.

• E.

  50.

Trocadores de calor são utilizados no refino do petróleo para aumentar a eficiência do processo e diminuir o gasto energético da planta de produção. A energia captada pelos trocadores é utilizada para preaquecer o óleo cru. Entretanto, a presença de incrustações nas tubulações reduz o desempenho térmico desses trocadores de calor. Essas incrustações podem ocorrer porque, na água utilizada como líquido de arrefecimento, o seguinte equilíbrio se estabelece.

 I

Na condição ambiente, o equilíbrio representado na expressão I, acima, está fortemente deslocado no sentido dos produtos. Com o aquecimento, todavia, ocorre um deslocamento desse equilíbrio no sentido dos reagentes, devido à decomposição do H ₂ CO ₃ , conforme a reação a seguir.

II

Nessa situação, ocorre a deposição de CaCO ₃ , incrustando as tubulações dos trocadores, o que reduz a eficiência da troca de calor e o calibre desses dutos, podendo, em alguns casos, obstruir completamente a passagem de água. A partir das informações acima, julgue os itens seguintes, considerando as seguintes massas molares:

Para cada 44 mg de CO ₂ liberados devido ao aquecimento da água de arrefecimento, menos de 95 mg de CaCO ₃  são depositados nas tubulações, se todo H ₂ CO ₃ consumido for produzido novamente no equilíbrio expresso em I.

• C. Certo
• E. Errado

Os modos de transferência de calor são condução, convecção e radiação. Os mecanismos físicos são

 I transferência de energia por ondas eletromagnéticas;

II difusão de energia devido ao movimento molecular aleatório;

III difusão de energia devido ao movimento molecular aleatório acrescido da transferência de energia em função do movimento macroscópico.

 Assinale a opção que apresenta associações corretas entre os modos de transferência de calor e os mecanismos físicos.

• A.

  condução I, convecção II, radiação III

• B.

  condução III, convecção II, radiação I

• C.

  condução I, convecção III, radiação II

• D.

  condução II, convecção I, radiação III

• E.

  condução II, convecção III, radiação I

Trocadores de calor são utilizados no refino do petróleo para aumentar a eficiência do processo e diminuir o gasto energético da planta de produção. A energia captada pelos trocadores é utilizada para preaquecer o óleo cru. Entretanto, a presença de incrustações nas tubulações reduz o desempenho térmico desses trocadores de calor. Essas incrustações podem ocorrer porque, na água utilizada como líquido de arrefecimento, o seguinte equilíbrio se estabelece.

 I

Na condição ambiente, o equilíbrio representado na expressão I, acima, está fortemente deslocado no sentido dos produtos. Com o aquecimento, todavia, ocorre um deslocamento desse equilíbrio no sentido dos reagentes, devido à decomposição do H ₂ CO ₃ , conforme a reação a seguir.

II

Nessa situação, ocorre a deposição de CaCO ₃ , incrustando as tubulações dos trocadores, o que reduz a eficiência da troca de calor e o calibre desses dutos, podendo, em alguns casos, obstruir completamente a passagem de água. A partir das informações acima, julgue os itens seguintes, considerando as seguintes massas molares:

O uso de uma solução de ácido sulfúrico na limpeza das tubulações dos trocadores de calor deve facilitar a remoção das incrustações causadas pelo CaCO ₃ .

• C. Certo
• E. Errado