Bloco 02-Variaveis de Processos

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Princípios Básicos da 
Engenharia Química
novembro de 2021
Ana Cecília
Variáveis de Processo
TEMPERATURA E SUAS ESCALAS
• Escala Celsius (ºC) - é a mais usual na maioria dos
países do mundo, sendo ela aplicada em indústrias,
hospitais, domicílios e etc.
• Escala Absoluta Kelvin (k)
• Escala Fahrenheit (°F) – utilizada em substituição da
escala Celsius em países de língua inglesa.
• Escala Absoluta Rankine (R)
TEMPERATURA E SUAS ESCALAS
Correspondência entre as Escalas
• 0 °C = temperatura fusão;
• 100 °C = temperatura de ebulição da água ao nível do mar,
este intervalo de 0 ºC a 100 °C é dividido em 100 partes,
ou seja, a relação entre as escalas Celsius e Kelvin é:
TEMPERATURA E SUAS ESCALAS
Correspondência entre as Escalas
• Os pontos correspondentes a fusão e ebulição da água
respectivamente são 32 °F e 212 °F e são divididos em
180 partes iguais e cada uma delas equivalentes a 1 °F.
TEMPERATURA E SUAS ESCALAS
• Correspondência entre as Escalas
PRESSÃO
• É a razão entre a força e a área sobre a qual a força atua.
1 atm = 1,013x105 Pa = 760 mmHg = 1,033 kgf/cm2 = 14,69 lb/in2.
• Pressão hidrostática – pressão do fluido na base da coluna.
PRESSÃO
• Exercício: Expresse a pressão de 101 325 Pa em termos de
coluna de mercúrio a 0 ºC, em um local onde a aceleração
da gravidade é a normal, sabendo-se que a massa
específica do mercúrio é 13 595 kg/m³ a 0 ºC.
PRESSÃO ABSOLUTA E MANOMÉTRICA
MANÔMETROS
MANÔMETROS
MASSA ESPECÍFICA ()
• A relação entre a massa de uma substância e o volume
ocupado por ela.
• O inverso da massa específica e o volume específico.
PESO ESPECÍFICO ()
QUANTIDADE DE MATÉRIA (MOL)
INTERPRETAÇÕES
EXERCÍCIO
Quantas entidades elementares estão contidas em
amostras com as seguintes quantidades de matéria:
a) 50,0 kmol de CH4
b) 50,0 lbmol de H2
c) 50,0 Mmol de C
MASSA MOLAR
CONVERSÃO
Exercícios
2) Qual a massa em gramas é representada por 0,35 mol de
alumínio.
1) Calcule a quantidade de matéria em 500 kg de água.
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VAZÃO VOLUMÉTRICA
É a relação entre o volume o tempo.
É o produto entre a velocidade v (m/s) de um fluido e a
área (m2) do tubo que o contém.
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VAZÃO MÁSSICA
É a razão entre massa de um fluido que escoa por
unidade de tempo.
Logo,
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VAZÃO MOLAR
É a razão entre a quantidade de matéria (ou número de
mols) por tempo.
Sua unidade é (mol/s ou kmol/s).
MEDIDAS DE CONCENTRAÇÃO
Concentração mássica (g/L) - é a relação entre a massa de
um componente i, e o volume total da mistura.
Concentração molar (mol/L) – é a relação entre o número de
mols (N) de um componente i, e o volume total da mistura.
MEDIDAS DE COMPOSIÇÃO
Fração ou porcentagem (%) em massa (fi) – podemos calcular a
fração mássica de um determinado componente, quando
conhecemos a sua massa em relação a massa total do material.
Fração ou porcentagem (%) em quantidade de matéria (xi) – esta
fração era conhecida como “fração molar” nome não mais
recomendado e considerado obsoleto. É calculada para um
componente, quando conhecemos seu número de mols em relação
em relação ao número de mols total do material.
Exercícios
Uma solução cáustica foi obtida adicionando 30 kg de NaOH em
90 kg de água. Calcule a fração em mássica e em quantidade de
matéria de cada componente da solução.
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Exercícios
Uma solução cáustica foi obtida adicionando 30 kg de NaOH em
90 kg de água. Calcule a fração em mássica e em quantidade de
matéria de cada componente da solução.
ppm, ppb e ppt
Não devem ser utilizadas, pois não explicitam a que tipo de
fração se referem, se em massa, volume ou em quantidade
de matéria.
Quando tem seu uso em soluções aquosas tem-se maiores
problemas:
1) Em soluções muito diluídas solução = água. Como água (4 ºC) é 1,0
g/cm³ ou 1000 kg/m³, logo 1 ppm é praticamente igual a 1 g/m³
ou 1 mg/L.
2) Em soluções mais concentradas, acima de 10000 ppm, está
simplificação pode levar a resultados errôneos, pois solução  água
, pois a massa do soluto passa a ter influência na solução.
CONVERSÕES ENTRE CONCENTRAÇÃO E 
COMPOSIÇÃO
CONVERSÕES ENTRE CONCENTRAÇÃO E 
COMPOSIÇÃO
CONVERSÕES ENTRE CONCENTRAÇÃO E 
COMPOSIÇÃO
Exercício: Para uma mistura gasosa contendo 67,80% de CH4,
20,50% de C2H6 e 11,70% de C3H8. Calcule:
a) A massa molar média
b) A massa específica média em kg/m³ (nas CNTP) e em lb/ft³
(nas SC americanas)
c) A densidade média em relação ao ar
d) A composição mássica
e) A vazão molar e a vazão mássica da mistura, se a vazão
volumétrica é 1250 m³/h, medidas nas CNTP.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Nilo Índio do Brasil, Introdução a Engenharia
Química, 2ª ed, Editora Interciência, 2004.
[2] Richard M. Felder; Ronald W. Rousseau, Princípios
Dos Processos Químicos - 3ªed, Editora LTC.