Prova de Termodinâmica II para Engenharia Química 2020_1

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11/5/2020 Prova de Termodinâmica II para Engenharia Química 2020/1
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Engenharia Química 2020/1
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Abaixo é apresentada a Figura 1 com o diagrama de equilíbrio líquido-líquido-
vapor (ELLV) de uma mistura binária em pressão atmosférica. Também é
marcada uma seta indicando a transformação do estado 1 para o 2. Para facilitar
a interpretação: as linhas mais acima na figura são vermelha (mais à esquerda) e
magenta ou rosa (mais à direita). As linhas mais à direita são verde e ciano (azul
claro), sendo a verde mais curta e acima da ciano.
1. O que significa a linha magenta (rosa) na Figura 1 (0,5 ponto)?
Sua resposta
2. O que significa a linha vermelha na Figura 1 (0,5 ponto)?
Sua resposta
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3. O que significa a linha ciano (azul claro) na Figura 1 (0,5 ponto)?
Sua resposta
4. O que significa a linha verde na Figura 1 (0,5 ponto)?
Sua resposta
5. O que significa a linha azul escura na Figura 1 (0,5 ponto)?
Sua resposta
6. O que significam as linhas pretas na Figura 1 (0,5 ponto)?
Sua resposta
7. Qual é a composição do vapor no ELLV na Figura 1 (0,5 ponto)?
Sua resposta
8. Alguma das fases líquidas é pura em um dos componentes (em composição
global do sistema que não seja de um componente puro) na Figura 1?
Justifique (0,5 ponto).
Sua resposta
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Para as questões 12 e 13 é preciso usar sua matrícula. Como temperatura em
K (questão 12) use os dígitos 7° a 9° da sua matrícula se ela termina em 1, e do
9° ao 11° se termina em 4 (exemplo: para matrícula 201XX0432X11 a
temperatura é 432 K e para 201XX0004324 a temperatura é 432 K). Para
composição (questão 13), divida o número obtido por 1000 (exemplo: se a
temperatura for 432 K, então a composição será 0,432).
9. A pressão do problema na Figura 1 é superior à pressão crítica de algum dos
componentes puros? Justifique (0,5 ponto).
Sua resposta
10. Quais são as fases presentes na transformação entre os estados 1 e 2 na
Figura 1 ? Descreva pontos intermediários para explicar melhor a
transformação, se achar válido (1 ponto).
Sua resposta
11. Proponha um algoritmo (esquema de cálculo) para calcular pressão e
temperatura do equilíbrio líquido-líquido-vapor da Figura 1 (1 ponto)
Sua resposta
12. Encontre a pressão e a composição do líquido no ponto de orvalho de uma
mistura equimolar de acetona (parâmetros de Antoine da tabela B.2 do livro
texto: A = 14,3145; B = 2756,22; C = 228,06) e metanol (parâmetros de Antoine: A
= 16,5785; B = 3638,27; C = 239,500), sendo válido o modelo Margules de 1
parâmetro com A = 0,605. Use a temperatura obtida da sua matrícula, como
explicado acima. Resolva a questão e faça upload do desenvolvimento da
resposta (1 ponto).
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13. Seja uma solução ideal contendo cicloexano, sendo que esse é o único
componente capaz de precipitar como sólido nessa corrente. Sabendo que
sua temperatura de fusão é 280 K e sua entalpia de fusão é de 3 kJ/mol, qual é a
menor temperatura à qual a corrente pode ser submetida sem correr risco de
precipitar cicloexano puro? Use a fração molar do cicloexano obtida da sua
matrícula, como explicado acima. Resolva a questão e faça upload do
desenvolvimento da resposta (0,5 ponto).
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14. Uma esfera de GLP é enchida a 25 ºC com uma mistura equimolar de
propano e butano. As pressões de saturação dessas substâncias, nessa
temperatura, são respectivamente 9,5 e 2,4 bar. A esfera, inicialmente sob
vácuo, foi preenchida com essa mistura até atingir a pressão de 4 bar.
Determine se nessa esfera há apenas líquido; apenas vapor; ou as duas fases; e
se houver as duas fases, calcule a fração vaporizada em base molar. Resolva a
questão e faça upload do desenvolvimento da resposta (1 ponto).
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15. Faça a seguinte questão:
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