Exercícios - Extra

Curso Preparatório – Eng. Processamento

Princípios Básicos da Engenharia Química

Exercícios – Aula 1

Paula Merigue

[email protected]

1 – (PBIO – Eng. Processamento – 2010) - Modificada

O fluxograma mostra as substâncias presentes em cada corrente de um processo de decomposição de um composto A pela reação A � B + C. A corrente de alimentação do processo consiste de 100 kmol/h de A e 1 kmol/h de um inerte I. O efluente do reator contém 68 kmol/h de A e a corrente de purga, 34 kmol/h de A. Com base nesses dados, a conversão por passe, a conversão global e a concentração molar do inerte na corrente de alimentação do reator são, em valores aproximados, respectivamente, (A) 70%, 50% e 2,0% (B) 55%, 40% e 2,5% (C) 50%, 65% e 1,5% (D) 40%, 60% e 1,0% (E) 30%, 30% e 2,0% 2 – (PBIO – Eng. Processamento – 2010) Considerando o fluxograma apresentado na questão 1, o reagente A se apresenta nas correntes 1, 2, 3 e 8 com as respectivas vazões (kmol/h): 100, 125, 50, 25. A temperatura na corrente 6 é de 80 °C e na corrente 1 é 25 °C. Desprezando-se a presença do inerte, devido à sua baixa concentração, a temperatura da corrente 2 deve ser, aproximadamente, (A) 18 °C (B) 25 °C (C) 36 °C (D) 43 °C (E) 54 °C 3 – (SES-RO – Engenheiro Químico – 2004) Um balão de 10 litros com um gás mais leve que o ar, foi solto ao nível do mar. O termômetro indicava 25°C. A certa altitude, a temperatura reduziu-se para - 25°C e a pressão para 0,5 atm. Qual o volume do balão neste momento? (A) 166,0 litros (B) 16,6 litros (C) 1,66 litros (D) 4,2 litros (E) 42,0 litros 4 – (PETROBRAS – Eng. Processamento – 01/2010) Uma reação exotérmica A + B � C é conduzida em um reator tanque de mistura perfeita. O calor de reação é 500 kJ/kmol. Os reagentes são alimentados a 25 °C e em proporção estequiométrica. A conversão por passe é 100%. O produto é constituído de 100 kmol/h de C, cuja capacidade calorífica é de 20 kJ kmol-1 K-1. O reator tem uma área superficial de 20 m2

e não é isolado do meio ambiente, que se encontra a 15 °C. O seu coeficiente global de transferência de calor é 400 kJ h-1

m-2 K-1. Nessas circunstâncias, a temperatura da

corrente de saída, em °C, é: (A) 16 (B) 18 (C) 22 (D) 27 (E) 30




Paula Merigue

[email protected]

5 – (PETROBRAS – Eng. Processamento – 01/2010) Nos processos de vaporização em pressões baixas, admitindo-se que a fase vapor tenha comportamento de gás ideal e que o volume molar do líquido seja desprezível face ao volume molar do vapor, a expressão a ser utilizada para o cálculo da entalpia de vaporização ∆Hvap de uma substância é

6 – (PETROBRAS – Eng. Processamento – 2010) Um tanque de flash recebe 600 kmol/h de uma mistura equimolar dos componentes 1 e 2. A fração molar do componente 1, na fase líquida, é 0,3, e a sua constante de equilíbrio é 3. As vazões totais das fases vapor e líquido devem ser, respectivamente, (A) 200 e 400 (B) 250 e 350 (C) 300 e 300 (D) 350 e 250 (E) 400 e 200 7 – (SES-RO – Engenheiro Químico – 2004) – Modificada. Dissolvendo 35g de NaCl em 100 ml de água, a 20°C, qual o percentual em massa e a fração molar do sal na solução? a) 25,9% e 0,1 b) 0,259% e 0,5 c) 0,259% e 0,1 d) 2,59% e 0,1 e) 25,9% e 0,5 8 – (SESPA-PA – Engenheiro Químico – 2006 – NCE/UFRJ). 304,76 kg de ar e 12,00 kg de carbono são colocados em um reator a 650°C e, após combustão completa, não resta material no reator. A quantidade de oxigênio removida do reator é de aproximadamente: (dados: MA - O = 16; N = 14; C =12) (A) 32 kg (B) 64 kg (C) 16 kg (D) 128 kg (E) 8 kg 9 – (PETROBRAS - Eng. Processamento - 2006) Uma água contendo 125 ppb de fenol apresenta a seguinte fração mássica de fenol: (A) 1,25 x 10-4

% (B) 1,25 x 10-5

% (C) 1,25 x 10-6

% (D) 1,25 x 10-7 % (E) 1,25 x 10-8

%




Paula Merigue

[email protected]

CONSIDERE O ENUNCIADO ABAIXO PARA AS QUESTÕES 10 E 11. Uma corrente contendo 20% de n-butano (B), 50% de n-pentano (P) e 30% de n-hexano (H), em base molar, com uma vazão de 200 mol/h, é alimentada em um tambor de flash (destilação integral) na temperatura de 482 °C. 90% do n-hexano são recuperados na corrente líquida. Sabe-se que as constantes de equilíbrio, nas condições de operação da destilação integral, são KB = 1,8; KP = 0,9; e KH = 0,5. 10 – (PETROBRAS – Eng. Processamento – 01/2010) A vazão da corrente vapor, em mol/h, é de (A) 36,4 (B) 50,8 (C) 100 (D) 163,6 (E) 200 11 – (PETROBRAS – Eng. Processamento – 01/2010) A composição molar da corrente líquida é (A) 17% de n-butano, 51% de n-pentano e 32% de n-hexano. (B) 32% de n-butano, 17% de n-pentano e 51% de n-hexano. (C) 51% de n-butano, 32% de n-pentano e 17% de n-hexano. (D) 60% de n-butano, 20% de n-pentano e 20% de n-hexano. (E) 70% de n-butano, 10% de n-pentano e 20% de n-hexano. 12 – (TERMOAÇU – Eng. Processamento – 2007) O volume, em mℓ, de ácido sulfúrico concentrado (98% em peso) que precisa ser misturado à água para que se obtenha 1,0ℓ de solução de H2SO4 diluído de concentração 2,0M é: (Massa específica do H2SO4 a 98% = 1,82 x 103 kg/m3) (A) 54 (B) 98 (C) 110 (D) 196 (E) 200 13 – (TERMORIO – Químico Jr. - 2009) Os trabalhos pioneiros de químicos e físicos dos séculos XVII, XVIII e XIX permitiram a elaboração de diversas equações relacionadas às propriedades dos gases, que mais tarde foram combinadas, formando a lei geral dos gases ideais, que explica diferentes fenômenos envolvendo gases. Com base nesta lei, analise as afirmativas a seguir. I – Um balão cheio com 1 L de gás carbônico (CO2) não flutua, mas murcha, porque o CO2 é mais denso do que o ar. II – Um balão cheio com hélio flutua porque este gás, apesar de ser mais denso do que o ar, possui menor volume molar, devido ao seu menor raio atômico. III – Dois balões contendo 1 L de gás carbônico ou de hélio terão massas iguais destes gases, já que um mol de qualquer gás, nas condições ideais, ocupa 22,4 L. (Dados: massa molar do CO2 = 44 g/mol; massa molar do He = 4 g/mol; massa molar média do ar = 29 g/mol) É(São) correta(s) APENAS a(s) afirmativa(s) (A) I. (B) II. (C) III. (D) I e II. (E) II e III.




Paula Merigue

[email protected]

14 – (TRANSPETRO – Eng. Processamento - 2011) Uma corrente de ar com umidade relativa igual a 60% entra em um desumidificador, de onde sai com umidade relativa igual a 40%. Se o desumidificador opera a pressão e temperatura constantes, a razão entre a pressão parcial do vapor d’água na saída e a pressão parcial do vapor d’água na entrada é, aproximadamente, igual a: (A) 0,50 (B) 0,67 (C) 1,50 (D) 2,00 (E) 2,40

15 – (TRANSPETRO – Eng. Processamento - 2011) Uma solução é constituída por três substâncias, A, B e C. A tabela abaixo mostra as concentrações de A, B e C na solução, bem como suas respectivas massas molares.

A fração molar do componente A na mistura é, aproximadamente: (A) 0,14 (B) 0,17 (C) 0,33 (D) 0,39 (E) 0,67

16 – (TRANSPETRO – Eng. Processamento - 2011) Um polímero, dissolvido em tolueno empregado na reação de polimerização, é submetido a um processo contínuo de secagem com ar. O secador opera à pressão de 1 x 105

Pa e à temperatura constante. A corrente de ar que deixa o secador encontra-se saturada com tolueno, cuja fração molar nessa corrente é igual a 0,11. Nessas condições, o valor da pressão de vapor do tolueno, em pascal, é: (A) 0,06 x 105

(B) 0,11 x 105

(C) 0,13 x 105

(D) 0,89 x 105

(E) 1,11 x 105

17 – (TRANSPETRO – Eng. Processamento - 2011) No processo químico representado na figura abaixo, o efluente do reator R é dirigido ao separador S, do qual sai uma corrente com todo o A e todo o I presentes nesse efluente. Na alimentação do reator, a vazão de A é de 125 kmol/h.

O processo químico apresentado recebe uma alimentação constituída de 100 kmol/h de um reagente A e uma certa quantidade de substância inerte I. Da corrente com todo o A e todo o I que sai de S, 50% são reciclados para a entrada do reator. Os outros 50% são purgados para evitar o acúmulo do inerte I no processo. A conversão por passe é 60%. Dessas informações, depreende-se que a conversão global de A seja: (A) 55% (B) 60% (C) 75% (D) 80% (E) 90%




Paula Merigue

[email protected]

18 – (TRANSPETRO – Eng. Processamento - 2011) – MODIFICADA

A reação A + B C é conduzida num reator com uma conversão por passe de 50%. Na corrente de alimentação, são identificados 100 kmol/h do reagente A. Uma análise da composição do efluente revela 20% de A, 60% de B e 20% de C, com um total de 250 kmol/h. Sobre um possível excesso de um dos reagentes na alimentação, afirma-se que: (A) o reagente A se encontra com um excesso de 25%. (B) o reagente B se encontra com um excesso de 25%. (C) o reagente B se encontra com um excesso de 50%. (D) o reagente B se encontra com um excesso de 100%. (E) não há reagente em excesso.

19 – (TRANSPETRO – Eng. Processamento - 2011) Na desidrogenação do etano para a produção de etileno, o hidrogênio também formado reage com o próprio etano gerando metano, de acordo com as seguintes reações:

(1) C2H6 � C2H4 + H2 (2) C2H6 + H2 � CH4

Considere que: • a seletividade do etileno em relação ao metano é 4 (mol etileno/mol metano); • há 125 kmol/h de CH4 no efluente. Nesse caso, o rendimento de etileno em relação ao etano consumido é, aproximadamente: (A) 0,5 (B) 0,75 (C) 0,8 (D) 0,9 (E) 0,95 GABARITO: 1 –C; 2 – C; 3 – B; 4 – C; 5 – D; 6 – A; 7 – A; 8 – A; 9 – B; 10 – A; 11 – A; 12 – C; 13 – A; 14 – B; 15 – C; 16 – B; 17 – C; 18 – D; 19 – D;

Exercícios - Extra

Documents

Transcript of Exercícios - Extra