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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
10.511-2. Balanços de Massa e Energia 
 
Exercícios de Aula (Balanços Materiais) 
 
Prof. Alberto Colli Badino Jr 
 
1. Água alimenta um tanque de 2 litros a uma vazão de 200 g/min e o deixa a uma vazão de 5 g/s. O 
tanque está inicialmente com a metade do seu volume em água. 
a) classifique o processo quanto ao procedimento de entrada e saída de matéria e quanto à 
dependência das variáveis com o tempo. 
b) escreva o balanço de massa para o processo. Identifique os termos presentes na equação do 
balanço de massa total e expresse as razões para omitir os termos que não estão presentes. 
c) calcule o tempo que levará para o tanque esvaziar completamente. 
 
2. Água quente armazenada em um tanque é destinada a lavar lama de carbonato em uma instalação de 
recuperação de soda no processo de sulfato para a produção de celulose. Durante um dia de 
operação, o tanque recebe água de várias fontes: 
- 240 m3 de condensado gerado na fábrica, 
- 80 m3 de água quente contendo pequenas quantidades de hidróxido de cálcio e soda cáustica 
produzida no lavador de lama, 
- 130 m3 de água quente proveniente do filtro rotativo 
Durante o mesmo período, 300 m3 são retirados para usos diversos; 5 m3 são perdidos por 
evaporação e 1 m3 é perdido por vazamentos. A capacidade do tanque é de 500 m3 e no início do dia, 
ele está cheio pela metade. Qual será o volume de água no tanque ao final do dia? 
 
3. Trata-se 10 kg/h de uma mistura de benzeno e ácido acético contendo 20% de ácido em peso, com X 
kg/h de água com o objetivo de se extrair o ácido. Esta operação é efetuada a 25ºC. Calcular o valor 
de X (kg/h) e as massas de cada porção obtida, sendo dada as composições mássicas das duas 
camadas formadas no final da extração. 
CAMADA LEVE: ácido acético (2,5%), benzeno (97,4%), água (0,1%) 
CAMADA PESADA: ácido acético (25,0%), benzeno (0,4%), água (74,6%) 
 
4. A reação: C2H4 + HBr ® C2H5Br é executada num reator contínuo. A corrente de produto é 
analisada e a composição molar é conhecida (50% em C2H5Br e 33,3% em HBr). A alimentação do 
reator contém apenas C2H4 e HBr. Calcule a conversão do reagente limitante e a porcentagem em 
que o outro encontra-se em excesso. 
 
5. Um gás natural contendo 90% de CH4, 8% de C2H6 e 2% de C3H8 é queimado com 60% de ar em 
excesso. Calcular a análise de Orsat e a composição dos fumos.