Lista de Exercícios - Balanço de Massa

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Lista de exercícios OPU 
 
 
1) 1000 kg/h de uma mistura de benzeno e tolueno, que contém 50% de benzeno 
em massa, são separados em duas frações, num processo de destilação. A vazão 
mássica na corrente de topo contém 450 kg/h de benzeno e na base da coluna a 
vazão de tolueno é 475 kg/h de tolueno. A operação é um estado estacionário. 
Calcule as vazões dos componentes, as vazões totais de cada corrente e as 
frações mássicas e molares dos componentes nas correntes. 
 
2) Um experimento para analisar a taxa de crescimento de certos micro-organismos 
requer que se estabeleça um ambiente de ar úmido enriquecido em oxigênio. Para se 
obter tal ambiente, 3 correntes são alimentadas em um evaporador para produzir a 
corrente de saída com a composição desejada. 
i) Água líquida, alimentada na vazão de 20 cm3/min; 
ii) Ar (21% de O2 e 79% de N2, em base molar); 
iii) Oxigênio puro, com vazão molar igual a (1/5) da vazão do ar. 
O gás na saída deve conter 1,5% de H2O, em base molar. Desenhe um fluxograma 
do processo e calcule todas as variáveis de corrente desconhecida. 
 
 3) Uma solução aquosa de NaOH contém 20 % de NaOH em massa. É desejado produzir 
uma solução de NaOH a 8% em massa, por diluição de uma corrente da solução a 20% 
com uma corrente de água pura. 
a) Calcule as razões (g H2O pura /g da solução da alimentação) e 
g solução produto/g da solução da alimentação). 
b) Determine as taxas de alimentação da solução a 20% necessárias para 
produzir 2310 lbm/min da solução a 8 %. 
 
4) Um fluxograma de um processo, em estado estacionário, construído de duas unidades 
de destilação é mostrado abaixo. Cada corrente contém 2 componentes, A e B, em 
diferentes proporções. Três correntes, cujas vazões mássicas em composição não são 
conhecidas, são numeradas com 1, 2 e 3. Calcule as vazões e as composições das 
correntes 1, 2 e 3. 
 
 
 
 
 
 
5) Uma suspensão de partículas de carbonato de cálcio (CaCO3) em água flui através de 
um tubo. Você é convocado para determinar a vazão e a composição desta lama através 
de pesagens. Seu procedimento é coletar uma determinada quantidade da lama num 
vaso cilíndrico graduado por exatamente 1 min; você então pesa o cilindro, evapora a 
água coletada e repesa o cilindro. Neste procedimento os seguintes resultados foram 
obtidos. 
Massa do cilindro vazio = 65 g 
Massa do cilindro + material coletado = 565 g 
Volume coletado = 455 ml 
Massa do cilindro após evaporação da água = 215 g 
 
Calcule: 
a) A vazão volumétrica e a vazão mássica da suspensão 
b) A densidade da suspensão 
c) A fração mássica de CaCO3 na suspensão 
 
 
6) Cloro puro é alimentado em um processo. Através de medição encontra-se que 2,4 kg 
de cloro (Cl2) passam para o processo a cada 3,1 minutos. Calcule a vazão molar em 
kmol/h. Dado: Cl=35,5