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Respostas Av.Exame Estequiometria induatrial

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PROVA Exame – (GCE1570101NNA)
	
	Curso:
	 Engenharia Química
	Valor da Prova:
	10,0
	
	
	
	Peso da Prova:
	
	
	Disciplina:
	Estequiometria Industrial
	Data da Prova:
	16/12/2021
	
	Nome:
	_Fernando Falcão dos Santos __________________________________________________________________________
	Matricula:
	__28285790_______________
	
	Conteúdos Aplicados na Prova
	Introdução, Sistemas de Unidades, Balanço de Massa, Balanços em Processos, Reciclos com e sem Reação Química. Balanços de Energia, Tipos de Energia, Análise de Processo, Balanços com e sem Reação Química, Temperatura de Reação, Balanços de Combustão, Poder Calorífico, Temperatura de Chama e Balanço em Caldeiras
	
	Questão 1– Objetiva (valor=1,0)
	Ao analisar tipos específicos de processos termodinâmicos é usual que a combinação de certas propriedades termodinâmicas seja mais prática que as propriedades separadas. Um exemplo disso é a entalpia. Considerando um sistema estacionário (sem variação de energia cinética ou potencial), a respeito da entalpia, marque a alternativa correta.
	
	a) A entalpia de um sistema é uma grandeza (expressa em unidades de energia) que informa a quantidade de energia desse sistema, a qual poderia ser transformada em calor em um processo a temperatura constante.
	
	b) A entalpia de um sistema é uma grandeza (expressa em unidades de energia) que informa a quantidade de energia desse sistema, a qual poderia ser transformada em calor em um processo a pressão, volume e temperatura constantes.
	
	c) A entalpia de um sistema é uma grandeza (expressa em unidades de energia) que informa a quantidade de energia desse sistema, a qual poderia ser transformada em calor em um processo a volume constante.
	
	d) A entalpia de um sistema é uma grandeza (expressa em unidades de energia), que informa a quantidade de energia desse sistema, a qual poderia ser transformada em calor em um processo a pressão constante.
	
	e) A entalpia de um sistema é uma grandeza (expressa em unidades de energia) que informa a quantidade de energia desse sistema, a qual poderia ser transformada em calor em um processo com energia interna constante.
	
	Questão 2 - Objetiva (valor=1,0)
	Observe as afirmativas a seguir, sobre balanço de massa em sistemas elementares:
 I. A massa global do sistema é conservada mesmo com reações químicas acontecendo.
 II. A massa de qualquer componente no sistema é conservada mesmo com reações químicas acontecendo. 
III. O acúmulo de massa global no sistema é dado pela diferença entre a massa que entra no sistema e a massa que sai do sistema. 
Assinale a alternativa correta:
	
	a) apenas a afirmativa I está correta.
	
	b) apenas a afirmativa II está correta.
	
	c) apenas as afirmativas II e III estão corretas.
	
	d) apenas as afirmativas I e III estão corretas.
	
	e) todas as afirmativas estão erradas.
	
	Questão 3 - Objetiva (valor=1,0)
	De acordo com as informações de Balanço de Massa, analise.
I. O acúmulo representará a soma de todo o material que se acumulou no sistema durante esse intervalo de tempo.
II. As condições das correntes em escoamento não variam no tempo.
III. O balanço material para o processo é: acúmulo de material dentro do sistema = total de material alimentado no sistema — total de material retirado do sistema.
Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s):
	
	a) I, II e III.
	
	b) I, apenas.
	
	c) I e II, apenas.
	
	d) I e III, apenas.
	
	e) II e III, apenas.
	
	Questão 4 – Objetiva (valor=1,0)
	Uma corrente líquida de vazão 40 kg h-1 e composição percentual mássica de 60% de óleo e 40% de água é continuamente separada em separador água/óleo em duas correntes: uma corrente com 95,4% de óleo, e a outra corrente com 1% de óleo. Admitindo-se que não há acúmulo, a vazão mássica da corrente menor concentração de óleo, em kg h-1, corresponde aproximadamente a: 
	
	a) 7,5
	
	b) 10,6
	
	c) 15,1
	
	d) 9,5
	
	e) 12,5
	
	
	Questão 5– Objetiva (valor=1,0)
	
Em uma câmara de combustão, onde são alimentados 46 kmols/h de combustível (propano) e uma corrente de ar contendo 21% O2 e 79% N2 molar a 300°C e 2 atm a vazão volumétrica de 1000 L/h, sendo gerada uma corrente de produtos de combustão (CO2 e H2O). Supondo que todo o combustível seja queimado com excesso de O2 e sabendo-se que o N2 alimentado com o ar não participa da reação de combustão. Determinar a vazão molar de saída dos produtos (CO2 e H2O):
R = 0,08206 
	
	Questão 6 - Objetiva (valor=1,0)
	
Uma planta de ácido sulfúrico produz como composição primária, ácido sulfúrico a 98% (em mol). Num tanque de mistura deve-se produzir ácido sulfúrico a 60% (em mol). Para diluir o ácido sulfúrico concentrado, a fábrica utiliza água vinda de uma torre de lavagem dos gases do reator que possui uma concentração de 5% (em mol) de H2SO4. Calcule a vazão mássica das duas correntes de entrada necessárias para produzir 100 kg/h de H2SO4 a 60% (em mol). 
Dados: Peso molecular H2SO4 = 98 g/mol 
 Peso molecular H2O = 18 g/mol 
	Questão 7–Objetiva (valor=2,0)
	
Uma empresa de cana de açúcar deseja instalar mais uma caldeira (Gerador de vapor) na utilidade para poder aumentar a produção de vapor para seus Evaporadores e trocadores de Calor. No pré-dimensionamento de um gerador de vapor do tipo aquatubular para a produção de vapor superaquecido, sendo combustível de GLP(Gás Liquefeito de Petróleo), os seguintes requisitos de projeto são conhecidos: 
 - Produção de vapor necessária: 15 ton/h; 
 - Condições do vapor: 8 Mpa e 520°C; (hvap= 2577,1 k.J/kg e haa = 173,9 k.J/kg) -Tabela
 - Combustível GLP: Qcomb= 45.374 kW; 
 - Temperatura de combustão: 850°C; 
 - Temperatura de alimentação da água: 50°C; 
 - Temperatura de alimentação do ar: 60°C; 
 - Temperatura do ar atmosférico: 20°C 
 - Calor específico da água de alimentação: 4,180 kJ/kgK; 
 - Temperatura de entrada dos gases no pré-aquecedor de ar: 180°C; 
 - Calor específico do ar: 1,009 kJ/kgK; 
 - Calor específico de combustão: 1,600 kJ/kgK 
 - Constante termodinâmica dos gases: 0,287 kJ/kgK 
 - Perda de calor por combustão mecânica incompleta: 4% 
 - Percentual de CO nos gases secos de combustão: 0,3% 
 - Percentual de H2 nos gases secos de combustão: 0,4 %; 
Pede-se: 
a) O rendimento da caldeira? 
b) O consumo horário de combustível?
c) O fluxo de massa de ar horário necessário para a combustão?
	Questão 8– Discursiva (valor=2,0)
	
Os compressores são equipamentos empregados para se deslocar gases e vapores, e principalmente para aumentar a pressão dos gases e vapores. 
Calcule a vazão mássica de ar que passa por um compressor de um processo criogênico de 5000 hp com as condições do ar de entrada de 1,0 atm e 25°C (298 K) e de saída de 5,5 atm e 212°C (485 K). É dada a vazão volumétrica do ar de saída de 2,0 m3/s em um duto de 25 cm de diâmetro. 
Dados: Ar → PC = 0,24 kcal/kg.K.

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