BME-Variaveis_de_Processo-Lista_Suplementar

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BME - Variáveis de Processo – Lista Suplementar 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
10.511-2 – BALANÇOS DE MASSA E ENERGIA 
 
Variáveis de Processo – Exercícios Suplementares 
 
1. Considere os combustíveis que seguem: 
 
etanol 
 
n-butanol 
 
Iso-octano (~92% da gasolina) 
Calcule a quantidade em libras-massa (lbm) que estão contidas em 
50 g-mol de cada composto. Dados: MM(C)=12, MM(H)=1 e 
MM(O)=16. 
 
2. A densidade relativa do cloreto de magnésio (MgCl2) a 25ºC é igual 
a 2,325. Obtenha: 
a) sua massa específica em g/ft3, kg/cm3 e em lbm/m
3. 
b) a massa (em kg) contida em 2 L de MgCl2. 
c) a vazão volumétrica em (ft3/min) correspondente a vazão 
mássica de 200g/s de de MgCl2. 
d) a vazão molar (em lbmol/min) correspondente a vazão 
volumétrica de 30 m3/h de de MgCl2. 
 
 
 
 
3. °Brix é a porcentagem em massa (m/m) de sólidos solúveis totais 
dissolvidos na água presente num produto, como a cana de 
açúcar, ou seja, é a fração mássica de sólidos solúveis 
multiplicada por 100. A Pol de uma solução, também expressa em 
%, é teor de sacarose (% m/m) presente na solução e a pureza em 
sacarose (PSac) é a relação entre a Pol e o ºBRIX. Considere um 
caldo (solução de açúcares em água) composto por sacarose 
(Sac), glicose (Gli) e frutose (Fru) com as seguintes 
características: 
ºBRIX 
(%) 
ρcaldo 
(kg/m3) 
CGli 
(kg/m3) 
CFru 
(kg/m3) 
ρGli 
(kg/m3) 
ρFru 
(kg/m3) 
ρSac 
(kg/m3) 
65 1440 60 55 1650 1600 1625 
 Obtenha: 
a) as frações mássicas de glicose e frutose na solução. 
b) a fração de água no caldo considerando uma pureza de 88% 
em sacarose (PSac=0,88). 
c) a composição molar do caldo. 
d) o número de mols (gmols) de glicose presentes em 1 m3 de 
caldo. 
e) a vazão volumétrica de frutose (em kmols Fru/min) 
correspondente à vazão de 100 lbm caldo/mês. 
 
4. Suponha um recipiente com 25 lbm de um gás a 5 atm e 150ºC 
com a seguinte composição molar: 
CO2: 50% O2: 30% N2: 20% 
Obtenha: 
a) a massa molar média da mistura. 
b) a composição mássica da mistura. 
c) o volume do recipiente. 
d) a densidade relativa (DR) da mistura. 
 
 
 
 
 
 
 
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5. Observe a figura que segue. Os tanques A e B contêm dois gases 
diferentes. Os manômetros dos tanques A e B indicam 10 kgf/cm
2 e 
50 m.c.a., respectivamente, e o barômetro local indica um valor de 
740 mmHg. Calcule o desnível h (em cm) do manômetro de 
mercúrio (Hg). Caso a pressão atmosférica fosse diferente, indique 
quais variáveis do sistema (PA, PB ou h) teriam seus valores 
alterados? Explique. 
Dado: DRHg=13,6 
 
 
6. Óleo de mamona (ρ=0,951 g/cm3) escoa por um tubo, sendo que 
sua a vazão pode ser determinada através um manômetro de 
mercúrio (DRHg=13,6). Sendo a diferença de altura entre os dois 
níveis das colunas do manômetro igual a 0,78 in, obtenha: 
a) a diferença de pressão (em mmHg) entre os pontos A e B. 
b) o sentido do escoamento. Explique. 
 
 
 
 
 
 
7. Converter os seguintes valores de temperaturas e intervalos de 
temperatura para as unidades solicitadas: 
a) 10ºC para ºF 
b) 10ºF para ºR 
c) 25ºF para K 
d) 150K para ºR