Questões de Concurso sobre Fenômenos de Transporte: Mecânica dos Fluidos, Transferência de Calor e Transferência de Massa

Para preparar 1000 mL de uma solução H₃PO₄ de concentração 2 mol/L, o volume de ácido fosfórico concentrado (85% em peso) necessário é:

(Massa específica do H₃PO₄ a 85% = 1,69g/mL; Massas molares (g/mol): H=1; P=31; O=16)

Visando maximizar a conversão de componente num meio reacional, três reatores contínuos de mistura perfeita, de 3.600 litros cada, foram instalados em série. A reação de primeira ordem, conduzida isotermicamente em 30°C, apresenta constante cinética 0,25h−1. Se a vazão de operação for constante e igual a 15L/min, então a conversão no último reator é:

Uma barra de ferro que pesa 3kg é colocada em um tanque contendo 1m³ de água (T = 25°C). Calculandose a temperatura de equilíbrio (sabendo-se que o sistema não perde calor para as vizinhanças), verifica-se quanto calor é transferido do ferro (T = 300°C).

Dados: Calor específico do ferro 0,42kJ.kg^-1.k^-1

Calor específico da água 4,2kJ.kg^-1.k^-1

Nesse contexto, é correto afirmar que o calor, em KJ, transferido do ferro para a água corresponde a

Um ciclo de potência pode fornecer uma transferência líquida de energia sob a forma de trabalho. Todo ciclo de potência puxa calor de uma fonte quente e o utiliza para realizar um trabalho líquido. Considere um ciclo de potência operando com as seguintes transferências de calor: Q_entra = 55kJ e Q_sai = 30kJ.

O trabalho líquido, em kJ, e a eficiência térmica, em %, estão indicados de forma correta, respectivamente, em

A extração líquido-líquido é um método para separar compostos de uma mistura com componentes de diferentes características de solubilidade.

A respeito do solvente nesse processo, analise as afirmativas a seguir.

I. É desejável que tenha uma grande diferença de densidade em relação ao diluente.

II. É desejável que tenha baixa solubilidade no diluente.

III. É desejável que tenha a mesma volatilidade do soluto.

Está correto o que se apresenta em

A figura a seguir apresenta o Ciclo Otto com seus diversos processos.

A respeito dos processos desse ciclo, assinale a afirmativa correta.

Um engenheiro químico verificou o escoamento de uma tubulação de gás e precisa calcular a massa específica desse gás na seção (2). Considere o processo isotérmico, com pressão de 3,5 105 N m^-2 e temperatura de 27°C na seção (1) e pressão de 2,5 105 N m^-2 na seção (2). Dados: k = 1,4 e R = 4.122 m² s -2 K^-1. Assinale a alternativa que corresponde à massa específica do gás na seção (2).

Analise as equações 1 e 2:

Equação 1: 𝛺 = $\sqrt{\frac{8RT}{M\pi }}$

Equação 2: 𝐷𝑘 =$\frac{1}{3}$ 𝛺𝑑${}_p$

Determine o coeficiente de difusão do CO₂ em uma partícula catalítica esférica de alumina a 30°C. Dados: r_p = 96 Å; MM _CO2 = 44 g; R = 8,31∙10⁷ g cm² /mol∙s² ∙K; 1 Å = 1 10^-10 m.

A figura abaixo representa uma caixa aberta e com um orifício em sua base. Essa caixa contém água até a altura h no seu interior. O regime é permanente, o escoamento incompressível, a fricção ao longo das seções retas da caixa é desprezível e não há equipamentos para bombeamento do fluido. Considerando que:

1. Equação de Bernoulli:

$\frac{P_2-P_1}{\rho }+\left(z_2-z_1\right)+\frac{V_2^2-V_1^2}{2}+\frac{\dot{W}}{\dot{m}}+E_f=0$

1. Fricção pela contração na saída da caixa:

$E_f=\frac{0,45.V_s^e}{2}$

Onde P é a pressão nos pontos 1 e 2, g a gravidade, z a altura nos pontos 1 e 2, V a velocidade do fluido nos pontos 1 e 2, Ẇ o trabalho realizado no fluido, ṁ a vazão em massa do fluido, ρ a densidade, uma expressão que relaciona a velocidade de vazamento de uma caixa com a altura de água é:

A respeito das técnicas de tratamento de água, analise as afirmativas a seguir.

I. No processo de flotação, as impurezas são depositadas no fundo do reservatório.

II. A maior parte das Estações de Tratamento de água utilizam o Sistema convencional.

III. O processo de coagulação deve ocorrer juntamente com a decantação.

Está correto o que se apresenta em

Uma mistura de butano e pentano nas frações molares de x_butano igual a 0,76 moles e xpentano igual a 0,24 moles está em equilíbrio líquido-vapor a 40ºC na pressão de vapor de 300kPa. A pressão de vapor desta mistura equimolar é:

(Pressão de vapor do pentano a 40ºC = 117kPa)

A viscosidade é a propriedade física que caracteriza a resistência de um fluido ao escoamento, isto é, ao transporte microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Sobre a dependência da viscosidade com a temperatura, assinale a alternativa correta.

A figura a seguir mostra o trecho da tubulação proposta para o projeto de uma empresa. Nessa tubulação deverá escoar um gás em regime permanente. Considere que na seção (1) tem-se A₁ = 25 cm², ρ₁ = 3 kg m^-3 e v₁ = 30 m s^-1 e na seção (2), A₂ = 15 cm² , ρ₂ = 12 kg m^-3 . De acordo com os dados fornecidos, foi solicitado ao engenheiro químico responsável da empresa que calculasse a velocidade na seção (2).

Assinale a alternativa que corresponde à velocidade na seção (2).

Um fluido newtoniano, de viscosidade cinemática massa específica μ e ρ, escoa de forma laminar entre duas placas planas e paralelas, separadas por uma distância h, como mostra a figura abaixo.

O perfil de velocidade desse escoamento é representado por meio da equação V = V _máx $\left[1-{\left(\frac{2y}{h}\right)}^2\right]$ em que V _máx é

a velocidade na linha centro entre as duas placas. O módulo da tensão de cisalhamento que atua na placa superior é igual a:

Fluidos não newtonianos são aqueles cuja tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional à taxa de deformação. Um exemplo de fluido não newtoniano são os fluidos de perfuração de poços de petróleo. Esse tipo de fluido apresenta uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação, a partir do momento em que se atinge uma tensão de cisalhamento inicial. Esse comportamento é característico dos fluidos:

1000 kg/h de uma mistura de benzeno (C₆H₆) e tolueno (C₇H₈) que contém 50% em massa são separados em uma coluna de destilação em duas frações. A vazão mássica de benzeno na corrente de saída do topo é 450 kg B / h e para o tolueno, na corrente de saída do fundo, é 475 kg T / h. A operação se desenvolve em regime permanente. As vazões de benzeno e tolueno nas correntes de saída são, respectivamente:

Um vaso de volume V contém um gás ideal a 100 K e 10 atm. Esse vaso é conectado a um vaso de volume 4V que contém o mesmo gás a uma pressão de 2 atm. e 800 K.

Sabendo-se que a temperatura de cada vaso é mantida constante, a pressão final em cada vaso, após a mistura será, em atm., igual a

Um líquido flui por uma tubulação de 10 metros de comprimento com 20 mm de diâmetro. A velocidade do líquido é de 2 m/s.

Sabendo-se que a rugosidade do material da tubulação é igual a 0,12 mm e considerando o Diagrama de Moody acima, a perda de carga normal, em metros, é de

Dados: - massa específica do líquido (ρ): 1000kg / m³ ;

- viscosidade do líquido (μ): 1 x 10^-3 N.s / m² ;

- aceleração da gravidade (g): 10m/s² .

Se durante 2 minutos de operação o trabalho realizado é de 30 kNm, a potência necessária no equipamento será de:

Deseja-se recuperar sulfeto de hidrogênio (H₂S) de uma corrente gasosa (H₂S e ar) em uma torre de absorção que opera em contracorrente, utilizando água como solvente de absorção a 293 K e 10 atm. A vazão de entrada da corrente gasosa é 10,5 mol/s, e a composição inicial da alimentação é 4,8% molar de H₂S. A composição final deve ser 0,2% molar de H₂S. Considere que o sistema segue a lei de Henry, sendo Y_H2S = 2,08 XH_2S . Para uma vazão 1,5 vezes a vazão mínima de operação, a vazão molar da corrente de água limpa na entrada da coluna é: