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Questões de Concurso sobre Operações Unitárias
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Na separação de uma mistura multicomponente, é importante conhecer certos parâmetros, para se proceder ao projeto da coluna de destilação que seja capaz de alcançar a separação pretendida. Há, por exemplo, correlações relacionando o número de estágios ideais, para uma dada razão de refluxo (R) finita, com o número mínimo de estágios (Nmin) e a mínima razão de refluxo (Rmin).
Sobre os parâmetros mínimos, obtidos considerando estágios de equilíbrio, tem-se que
A
o Nmin é obtido a Rmin.
B
o Nmin independe da volatilidade relativa entre os componentes chaves.
C
o Nmin depende do grau de separação entre os componentes chaves.
D
a obtenção de Nmin supõe a retirada total de produto.
E
uma coluna real pode operar a Rmin.
Em uma aplicação de absorção gasosa em uma coluna de recheio, foram calculados os parâmetros NTU (número de unidades de transferência) e HTU (altura de unidades de transferência) para um caso de vapor diluído absorvido do gás no líquido.
Esses parâmetros são tais que:
A
HTU é diretamente proporcional ao coeficiente global de transferência de massa na fase gasosa.
B
HTU é diretamente proporcional à área de empacotamento por volume.
C
HTU é inversamente proporcional à vazão de gás.
D
NTU aumenta à medida que a concentração de saída do gás se aproxima do equilíbrio.
E
NTU diminui à medida que a concentração de entrada do gás se aproxima do equilíbrio.
Ano:
2018
A cerveja é uma bebida elaborada com malte de cevada, água, lúpulo e levedura. Ela é uma das bebidas alcoólicas que têm o menor teor de etanol. Com uma produção próxima de 10 bilhões de litros por dia, o Brasil é um dos principais produtores mundiais. O processo de produção da cerveja pode ser dividido em quatro etapas: brassagem; fermentação / maturação; filtração e envasamento.
Sobre as etapas de produção da cerveja, assinale a alternativa INCORRETA.
A
A etapa de brassagem envolve a produção do mosto em que malte e adjuntos são misturados a água, obtendo-se uma mistura líquida açucarada.
B
No processo de fermentação, a mistura é aquecida à temperatura próxima de 40 ºC para extração do etanol.
C
No processo de maturação, o carboidrato residual é consumido pelas leveduras remanescentes que também têm a função de metabolizar substâncias indesejáveis.
D
À etapa de filtração, são adicionadas substâncias adsorventes que têm a função de remover partículas em suspensão, principalmente leveduras.
A aeração é um processo de transferência de gás usado no
tratamento de água. Com a aeração, o oxigênio é dissolvido na
água, o que leva à diminuição da concentração de espécies
químicas, como
A
os compostos orgânicos semivoláteis, o ferro dissolvido e
H2SO4.
B
as bifenilas policloradas, CO2 e CH4.
C
o tolueno, o ferro dissolvido e o manganês dissolvido.
D
os óleos e graxas, H2S e os detergentes.
E
o magnésio, o cálcio e os fosfatos.
Os procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade são norteados pelo Ministério da Saúde e constam no Capítulo V da Portaria de Consolidação nº 5/17. Considerando este documento, analise as afirmativas a seguir.
I. A água utilizada em chuveiros, torneiras e vasos sanitários deve atender aos padrões de potabilidade da portaria.
II. Para que uma água seja considerada potável, deve-se atender aos padrões estabelecidos para parâmetros físicos, químicos, microbiológicos, organolépticos, cianobactérias, cianotoxinas e radioatividade.
III. Para a fluoretação de água de sistemas públicos de abastecimento, pode-se utilizar qualquer composto químico que contenha em sua composição o íon fluoreto.
Está correto o que se afirma em
A
I, apenas.
B
II, apenas.
C
III, apenas.
D
II e III, apenas.
E
I, II e III.
Há colunas recheadas e há colunas de pratos. É característica das colunas de pratos a
A
ocorrência de mau funcionamento do tipo “formação de canais”.
B
capacidade de operar com taxas elevadas de líquido sem inundação.
C
capacidade de lidar bem com sistemas que formam espuma.
D
dificuldade de limpeza na operação com líquidos com “sujeiras” (sólidos dispersos).
E
menor queda de pressão do gás, em comparação a colunas recheadas.
Cinco experimentos de filtração de uma suspensão de um sal em água foram conduzidos em laboratório. Foram mantidas constantes todas as condições experimentais em todos os experimentos, exceto a queda de pressão (Δp), que foi variada em cinco níveis distintos resultantes, um para cada experimento. Os resultados em termos da razão ‘tempo de filtração’ por ‘volume de filtrado’ (t/V) versus ‘volume de filtrado’ são exibidos na Figura abaixo, onde cada reta numerada descreve o comportamento para um experimento.
Analisando-se os coeficientes linear e angular de cada reta, verifica-se que o experimento conduzido com o menor Δp foi o
A
5
B
4
C
3
D
2
E
1
A velocidade terminal de uma partícula em um processo de sedimentação/decantação resulta de um balanço de forças atuando sobre as partículas. Essas forças são:
A
gravitacional, empuxo e potencial.
B
arrasto, cinética e potencial.
C
potencial, cinética e gravitacional.
D
gravitacional, empuxo e arrasto.
A flotação pode ser definida como um processo de separação por gravidade que explora
A
as diferenças de concentração da mistura.
B
as diferenças nos potenciais de hidrogênio dos fluidos.
C
as diferenças nas propriedades superficiais das partículas.
D
as diferenças de concentração dos fluidos.
A distribuição randômica, interna e através uma das outras, de duas ou mais fases inicialmente separadas refere-se ao processo de
A
fluidização.
B
agitação.
C
centrifugação.
D
mistura.
Analise as afirmativas a seguir, acerca da razão de refluxo (R) em uma operação de destilação, assinalando com V as verdadeiras e com F as falsas.
( ) A razão de refluxo total corresponde ao número mínimo de pratos da coluna e a um custo fixo infinito.
( ) Um aumento acentuado de R implica a diminuição do diâmetro da coluna, visto que as quantidades de líquido e vapor reciclados por unidade de alimentação tornam-se bem menores, o que leva a uma diminuição no custo total (soma dos custos fixos e operacionais) de operação da coluna.
( ) A razão de refluxo mínima corresponde à razão máxima que irá requerer um número infinito de pratos para a separação desejada, e, nessa condição, os custos com calor para o refervedor, água de resfriamento para o condensador e potência para a bomba de refluxo são mínimos.
( ) A razão de refluxo ótima, que deve ser utilizada na operação, é aquela em que o custo fixo for mínimo.
Assinale a sequência CORRETA.
A
V F V F
B
F V F V
C
V F F V
D
F V V F
Uma forma de separação de sólidos insolúveis do líquido, em que a corrente de uma suspensão é colocada em uma câmara rotativa com paredes perfuradas alinhadas com o meio filtrante, é um processo de filtração:
A
centrífuga.
B
à pressão constante.
C
por membranas.
D
com cartuchos.
E
com tambor rotativo.
Considerando X e Y as razões molares de soluto no líquido de transporte e no gás de transporte, respectivamente, e sabendo tratar-se de processos de absorção/esgotamento, a análise desses gráficos permite a seguinte constatação:
A
Gráfico 3 – processo de esgotamento contracorrente;
Gráfico 4 – processo de absorção co-corrente.
B
Gráfico 3 – processo de absorção contracorrente;
Gráfico 4 – processo de esgotamento co-corrente.
C
Gráfico 3 – processo de absorção co-corrente;
Gráfico 4 – processo de esgotamento contracorrente.
D
Gráfico 3 – processo de esgotamento co-corrente;
Gráfico 4 – processo de absorção contracorrente.
Processos de separação baseados na velocidade de transferência de massa, na presença ou não de reação química, implicando o contato íntimo entre duas fases (sólido-líquido ou sólido-gás) entre as quais os constituintes se distribuem indiferentemente, correspondem a:
A
floculação.
B
adsorção.
C
absorção.
D
flotação.
Considere um sistema que opera com uma única bomba centrífuga. Sua associação em série com outra bomba centrífuga idêntica resulta em
A
vazão volumétrica constante e altura manométrica total com o dobro daquela da bomba isolada.
B
altura manométrica constante e vazão volumétrica total com o dobro daquela da bomba isolada.
C
altura manométrica e vazão volumétrica total com o dobro daquelas da bomba isolada.
D
vazão volumétrica e altura manométrica constantes.
Sobre o processo de separação de destilação, é correto afirmar que:
A
é possível separar, utilizando uma coluna de destilação, compostos com pontos de ebulição muito próximos, caso apenas um dos componentes seja solúvel em água.
B
os compostos menos voláteis estão presentes em maior quantidade na corrente de topo da coluna de destilação.
C
os compostos de menor ponto de ebulição se concentram na corrente de fundo da coluna de destilação.
D
em uma coluna de destilação composta por 10 pratos teóricos e um condensador parcial, o número de estágios de equilíbrio é igual a 9.
E
em uma coluna de destilação composta por 10 pratos teóricos e um condensador parcial, o número de estágios de equilíbrio é igual a 11.
A dissolução seletiva de uma fração solúvel contida em um sólido, utilizando-se um solvente apropriado, é denominada de:
A
filtração.
B
absorção.
C
extração.
D
vaporização.
E
cristalização.
Analise as afirmativas abaixo e marque (V) para Verdadeiro ou (F) para Falso:
( ) Bombas são equipamentos que recebem trabalho e o convertem em energia mecânica.
( ) Turbinas são equipamentos que recebem o trabalho e o convertem em energia mecânica.
( ) Turbinas são equipamentos que recebem energia e convertem em trabalho mecânico.
( ) Vasos de pressão são equipamentos utilizados para armazenamento e aquecimento de fluidos e podem possuir formato vertical ou horizontal.
( ) Caldeiras são equipamentos utilizados para armazenamento e aquecimento de fluidos e podem possuir formato vertical ou horizontal.
A sequência correta é:
A
F, V, F, V, F.
B
V, V, F, F, V.
C
V, F, V, F, V.
D
F, F, V, F, V.
E
F, V, V, F, F.
Para os processos de separação, assinale a sequência que ilustra o preenchimento CORRETO dos parênteses, de cima para baixo:
1. Os cálculos requerem o conhecimento do equilíbrio gás-líquido.
2. Remoção de um componente de um líquido pelo contato com uma fase gasosa. Por exemplo, pode-se extrair a amônia de uma solução aquosa mediante o borbulhamento de ar através da solução.
3. Transferência de um componente solúvel de uma fase gasosa para um líquido relativamente não volátil. Nos casos mais simples, o líquido não se vaporiza, e o gás contém apenas um constituinte solúvel.
4. Na indústria farmacêutica, antibióticos em solução aquosa podem ser removidos com solventes orgânicos.
5. Os componentes de uma fase sólida podem ser separados pela dissolução seletiva da parte solúvel do sólido por meio de um solvente adequado.
( ) Destilação e absorção de gás.
( ) Extração líquido-líquido.
( ) Absorção.
( ) Dessorção.
( ) Lixiviação.
A
5 – 2 – 4 – 3 – 1.
B
1 – 4 – 3 – 2 – 5.
C
2 – 1 – 3 – 5 – 4.
D
3 – 2 – 1 – 4 – 5.
E
1 – 4 – 5 – 3 – 2.
Acerca de operações unitárias, analise as afirmativas a seguir.
I. A decantação é uma operação unitária capaz de separar uma mistura contendo dois líquidos imiscíveis.
II. O método de Mc Cabe-Thiele é uma metodologia gráfica de separação para determinar o número de pratos necessários para uma dada separação de mistura binária por secagem.
III. Caso uma bomba em operação sofra cavitação, uma das medidas que deve ser adotada para corrigir o problema é aumentar a velocidade de rotação da bomba.
IV. A coagulação é uma tecnologia de tratamento de água inexistente em um sistema de tratamento do tipo filtração direta.
V. O carvão ativado é utilizado em diversos tratamentos de água e de efluentes, a absorção é o mecanismo pelo qual ele retira o contaminante da água ou do efluente.
Marque a opção que indica a(s) afirmativa(s) CORRETA(S).
A
I.
B
II – IV – V.
C
I – V.
D
II – IV.
E
II – III – IV – V.
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