Introdução – Operações Unitárias

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Renata Miliani Martinez - UNISO
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O que são operações unitárias?
Em 1915, Arthur Little estabeleceu o conceito de “Operação Unitária”, segundo o qual um processo químico seria dividido em uma série de etapas que podem incluir: transferência de massa; transporte de sólidos e líquidos, destilação, filtração, cristalização, evaporação, secagem, etc. 
Cada uma das etapas sequenciais de uma linha de produção industrial é, portanto, uma operação unitária. 
O conjunto de todas as etapas compõe um PROCESSO UNITÁRIO. 
Operações Unitárias são seqüências de operações físicas necessárias à viabilização econômica de um processo químico. 
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O que são operações unitárias?
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O que são operações unitárias?
Químicas
Físicas
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Cada uma das etapas sequenciais em uma linha de produção, é, portanto uma operação unitária.
O conjunto de todas as etapas, compõe UM PROCESSO UNITÁRIO 
Introdução a Operações Unitárias
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O que são operações unitárias?
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Introdução a Operações Unitárias
PORTANTO:
Operações Unitárias são:
 As seqüências de operações físicas necessárias à viabilização econômica de um processo de produção.
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Introdução a Operações Unitárias
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Introdução a Operações Unitárias
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Produção de Vinho x Produção de Hakkon
Cada etapa dentro do processo tem princípios fundamentais independentes da substância que está sendo operada e pode ser considerada uma operação unitária. 
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Aplicações
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Operações Unitárias
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Conhecimentos fundamentais
Conversão de unidades: comprimento, superfície e volume, massa, pressão, temperatura, energia, potência, viscosidade e densidade.
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Unidades e Dimensões
 
Dimensões: são nossos conceitos básicos de medida, tais como comprimento, tempo, massa, temperatura, e assim por diante.
 
Unidades: são os meios de se expressar as dimensões, tais como pés ou centímetros para comprimento; horas ou segundos, para tempo. Demonstram o significado físico dos números que se usa.
 
Exemplo: quanto é um metro?
 
Metro: é o comprimento da trajetória percorrida no vácuo pela luz durante um tempo de 1/299 792 458 de segundo.
 
Quilograma: é igual a massa do protótipo internacional do quilograma.
 
Segundo: é a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente a transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.
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Sistema internacional de unidades (SI)
Definiram-se sete grandezas físicas postas como básicas ou fundamentais. A partir delas, podem-se derivar todas as outras unidades existentes. As unidades básicas do SI são dimensionalmente independentes entre si.
Tabela 1 – Unidades básicas do SI
[1]No Brasil, chama-se a quantidade de matéria (tanto seu nome quanto o símbolo de sua unidade) de “mol”. O plural do termo é dicionarizado como "mols“, embora o Vocabulário Ortográfico da Língua Portuguesa da ABL, na consistência vernacular, registre apenas as grafias "móis" ou "moles" como plural de "mol". 
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Unidades Derivadas
Todas as unidades existentes podem ser derivadas das unidades básicas do SI. Entretanto, consideram-se unidades derivadas apenas aquelas que podem ser expressas através das unidades básicas do SI e sinais de multiplicação e divisão, ou seja, sem qualquer fator multiplicativo ou prefixo com a mesma função. As vezes, dão-se nomes especiais para as unidades derivadas.
Exemplo:
A idéia é estabelecer o menor número de unidades, ditas fundamentais, a partir das quais qualquer outra unidade pode ser obtida através de relações algébricas. 
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Unidades derivadas do SI que não fazem uso de nomes especiais
Unidades derivadas do SI que fazem uso de nomes especiais
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Unidades aceitas pelo SI
O SI aceita várias unidades que não pertencem ao sistema. As primeiras unidades deste tipo são unidades muito utilizadas no cotidiano.
Nome e símbolos especiais de múltiplos e submúltiplos decimais de unidades SI.
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Prefixos oficiais do SI
Os prefixos do SI permitem escrever quantidades sem o uso da notação científica, de maneira mais clara para quem trabalha em uma determinada faixa de valores. Para utilizá-los, basta juntar o prefixo aportuguesado e o nome da unidade, sem mudar a acentuação, como em nanossegundo, microssegundo, miliampère e deciwatt. Para formar o símbolo, basta juntar os símbolos básicos: nm, µm, mA e dW.
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Escrita correta de unidades SI
 
Nome de unidade: deve ser sempre escrito em letra minúscula.
 
Exemplos: quilograma, newton, metro cúbico. 
Exceção: quando o nome estiver no início da frase e em "grau Celsius" 
 
Ao escrever uma unidade composta, não se deve misturar o nome com o símbolo da unidade.
Símbolo de unidade
 
As unidades do SI podem ser escritas por seus nomes ou representadas por meio de símbolos. Símbolo não é abreviatura. É um sinal convencional e invariável utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura de significados, logo, jamais deverá ser seguido de "ponto".
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Símbolo não admite plural. Como sinal convencional e invariável que é, utilizado para facilitar e universalizar a escrita e a leitura de significados, nunca será seguido de "s".
Representação
 
O resultado de uma medição deve ser representado com o valor numérico da medida, seguido de um espaço de até um caracter e, em seguida, o símbolo da unidade em questão.
Exemplo:
 
Para a unidade de temperatura grau Celsius, haverá um espaço de até um caractere entre o valor e a unidade, porém não se porá espaço entre o símbolo do grau e a letra C para formar a unidade "grau Celsius".
Exemplo:
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Exceções:
Para os símbolo da unidade de ângulo plano grau (°), minuto(') e segundo("), não deve haver espaço entre o valor medido e as unidades, porém, deve haver um espaço entre o símbolo da unidade e o próximo valor numérico. 
Para o símbolo da unidade de tempo "hora" (h), "minuto" (min) e segundos (s), não deve haver espaço entre o valor medido e as unidades, porém, deve haver um espaço entre o símbolo da unidade de tempo e o valor numérico seguinte. 
 
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Regra para trabalhar com as unidades
 
A regra é bastante simples: trate as unidades como se fossem símbolos algébricos. É possível somar, subtrair ou equacionar unidades equivalentes, tais como libras, gramas etc., porém isto não pode ser feito com unidades não equivalentes.
 
Exemplo: 
A) 5 quilogramas + 3 calorias: não tem significado porque as dimensões dos dois termos são diferentes.
 
B) 10 libras + 5 gramas: pode ser executada porque as dimensões são as mesmas, massa. É necessário serem transformadas em unidades iguais, sejam libras ou gramas.
 
Na multiplicação ou divisão, podemos multiplicar ou dividir unidades diferentes, tais como:
C) 10 centímetros / 4 segundos = 2,5 centímetros/segundo
 
D) 1 hp + 300 W
Como 1 hp = 746 W,
Logo, 746 W + 300 W = 1046 W. 
OBS: As unidades contem uma significante quantidade de informação que não pode ser ignorada!!!
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Fatores de Conversão
Se um avião voa a velocidade duas vezes a do som, considerando-se a velocidade do som como 1100ft/s, qual será sua velocidade em milhas por hora?
Transforme 400 in3/dia em cm3/min:
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Temperatura
A temperatura é um parâmetro físico que revela a noção comum do que é quente ou frio. 
Existem duas escalas atualmente em uso:
graus Celsius (ºC) 
graus Fahrenheit (ºF). 
Ambas usam o ponto de congelamento (PF) e o ponto de ebulição (PE) da água à pressão de uma atmosfera como pontos de referência para definir as escalas. 
 
A Tabela abaixo mostra as equivalências para as escalas.
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