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TERMODINÂMICA PROCESSAMENTO JR MAIO 2006 Considerando um ovo como um sistema fechado, seu processo de incubação, necessariamente, deve ser: (A) endotérmico. (B) exotérmico. (C) isentálpico. (D) isentrópico. (E) isovolumétrico 35 A Equação de Clausius-Clapeyron é comumente utilizada para avaliar a relação entre pressão de vapor de um fluido e sua temperatura. Qual das seguintes afirmativas NÃO se aplica à fórmula apresentada acima? (A) O vapor é considerado um gás ideal. (B) A entalpia de vaporização é considerada como independente da temperatura. (C) A variação de volume é aproximada pelo volume total da fase vapor. (D) A dependência entre a pressão de vapor e a pressão externa é desprezada. (E) A relação é válida para condições próximas ao ponto crítico. 36 Os valores aproximados dos coeficientes da Equação de Van der Waals para o metano são: a = 0,2Pa.m6/mol e b = 4 x 10-5m3/mol. Para 100mol do gás ocupando o volume de 1m3 a 300K, a diferença, em KPa, entre a pressão calculada por essa relação e a verificada para um gás ideal, nas mesmas condições, R=8J.mol-1.K-1, é: (A) –2 (B) –1 (C) 0 (D) +2 (E) +3 39 Uma corrente de amônia (NH3) líquida, saturada, a 24 o C, sofre um processo de expansão flash a 200KPa. Qual a temperatura aproximada, em oC, do vapor da amônia na saída do vaso de expansão? (A) 24 oC (B) 3 oC (C) 0 oC (D) –19 oC (E) –46 Oc c c Uma corrente de amônia (NH3) líquida, saturada, a 24 o C, sofre um processo de expansão flash a 200KPa. Qual a temperatura aproximada, em oC, do vapor da amônia na saída do vaso de expansão? (A) 24 oC (B) 3 oC (C) 0 oC (D) –19 oC (E) –46 oC e d Processamento jr maio 2010 Considere um ciclo de potência a vapor simples em que: • o fluido de trabalho passa por seus vários componentes sem irreversibilidades; • não existe queda de pressão por atrito na caldeira e no condensador e o fluido de trabalho fluirá através desses componentes a pressão constante; • não existem irreversibilidades e transferência de calor com as vizinhanças; • os processos, através da turbina e através da bomba, são isentrópicos. Trata-se de um ciclo (A) regenerativo. (B) de Carnot. (C) de reaquecimento. (D) supercrítico. (E) ideal de Rankine. Quando um fluido escoa através de uma restrição, como um orifício, uma válvula parcialmente fechada ou um tampão poroso, sem qualquer variação apreciável de energia cinética ou potencial, e na ausência de transferência de calor, realiza-se um processo (A) isotérmico. (B) isentálpico. (C) isentrópico. (D) isobárico. (E) isocórico. Em relação à pressão de vapor de um líquido, é INCORRETO afirmar que (A) a pressão de vapor de um líquido aumenta linearmente com o aumento da temperatura. (B) a curva de pressão de vapor relaciona pressão a temperatura, sendo que, em qualquer ponto acima da curva, existem duas fases, líquido e vapor. (C) a pressão de vapor pode ser estimada por meio de equações empíricas. (D) a Equação de Clapeyron estabelece uma relação termodinâmica entre pressão de vapor e entalpia de vaporização de uma substância pura. (E) um líquido puro entra em ebulição, em dada temperatura, quando sua pressão de vapor é igual à pressão à qual está submetido. A c A Equação de Estado de Van der Waals descreve o comportamento de gases reais, ajustando seus desvios em relação ao comportamento ideal através dos parâmetros a e b. Esses parâmetros estão relacionados com as forças intermoleculares e com os volumes moleculares. Os valores determinados para a amônia (NH3), por exemplo, são a = 4.233 e b = 3,73 x 105m3/mol. Quais as unidades SI corretas para o parâmetro a? (A) J.m3.mol2 (B) Pa.mol2.m3 (C) Pa.m3.mol2 (D) N.m3.mol2 (E) J.m6.mol2 A fim de recuperar energia do seu processo, uma empresa instalou um equipamento de troca térmica para aquecer uma corrente de ar e resfriar o gás que sai do processo. Sabe-se que o gás é uma mistura contendo metano e vapor d’água e que, com o passar das campanhas, o equipamento, na parte fria, apresenta um ataque corrosivo severo que provoca a perda de uma grande parte da sua massa de aço. Sobre o caso citado, são feitas as afirmativas a seguir. I - A parte fria do equipamento deve apresentar a menor temperatura possível e, assim, não será alcançado o ponto de orvalho do ar. II - A temperatura de operação da parte fria deve ser tal que a pressão de vapor da água não se iguale à pressão parcial do vapor d’água. III - A temperatura de operação da parte quente deve ser tal que a pressão de vapor do CH4 não se iguale à pressão parcial do vapor d’água. IV - A qualquer temperatura de operação, sempre haverá condensação de uma mistura de CH4 e água. Está correto APENAS o que se afirma em (A) I. (B) II. (C) IV. (D) I e III. (E) II e III. d No escoamento irreversível adiabático de um fluido incompressível, em estado estacionário, por meio de um tubo com área de seção transversal constante, a (A) temperatura diminui no sentido do escoamento. (B) pressão aumenta no sentido do escoamento. (C) variação de entalpia do fluido é maior que zero. (D) velocidade do fluido é constante. (E) variação de entropia do fluido é zero. O acionamento de um motor a querosene requer a compressão do ar, por meio de um turbocompressor, antes de sua introdução na câmara de combustão. Como o processo de compressão ocorre de forma adiabática, o trabalho requerido é dado pela variação da função termodinâmica de (A) Entropia. (B) Entalpia. (C) Energia livre de Helmholtz. (D) Energia livre de Gibbs. (E) Energia interna. Um reator de volume conhecido contém 100 mol de um gás ideal a uma pressão de 105 Pa e a uma temperatura T1. Se, nessas condições, a variação de entropia com o volume para esse gás vale 100 J.m.K1, e se a constante universal dos gases pode ser considerada igual a 8,3 J.mol1. K1, a temperatura T1 do reator, em K, é de (A) 100 (B) 200 (C) 273 (D) 1.000 (E) 2.000 a A trajetória de um fluido em um compressor adiabático que opera reversivelmente é representada no Diagrama de Mollier por uma linha (A) horizontal da temperatura inicial até a temperatura final. (B) horizontal da pressão inicial até a pressão final. (C) horizontal da entalpia inicial até a entalpia final. (D) inclinada da temperatura inicial até a temperatura final. (E) vertical da pressão inicial até a pressão final. Qual dos processos descritos abaixo pode ser associado à variação nula de entropia desse sistema? (A) Reação entre HCl e NH3 formando NH4Cl em um reator fechado e isolado. (B) Vaporização de um hidrocarboneto em sua temperatura normal de ebulição. (C) Expansão adiabática de fluido refrigerante em uma turbina. (D) Mistura de 2 gases ideais, em recipiente isolado, mantendo- se constante o volume total. (E) Geração de energia elétrica em uma pilha. Processamento jr fevereiro 2011 Em relação à primeira lei e à segunda lei da termodinâmica, analise as afirmações a seguir. I - A primeira lei da termodinâmica estabelece que a variação de energia interna em um sistema é igual à diferença entre o calor e o trabalho no eixo realizado. II - Em um ciclo termodinâmico para transformação de calor em trabalho, o calor absorvido e o trabalho realizado são grandezas numericamente iguais, obedecendo dessa forma, ao princípio da conservação da energia. III - De acordo com a segunda lei da termodinâmica, é inviável a realização de um ciclo termodinâmico capaz de transferir calor de um ambiente a baixa temperatura para um ambiente a uma temperatura mais elevada. IV - A entropia é uma função de estado cuja variaçãodiferencial pode ser caracterizada por meio da razão entre o calor trocado e a temperatura, ao longo de uma trajetória reversível. V - A segunda lei da termodinâmica impõe que, em um sistema isolado, as variações de entropia serão sempre positivas ou nulas. São corretas APENAS as afirmativas (A) I e II. (B) I e V. (C) II e III. (D) III e IV. (E) IV e V. Uma determinada massa de gás ideal, inicialmente a uma pressão e temperatura Pi e Ti, é submetida a um processo de alteração de suas variáveis de estado até que estas atinjam novos valores Pf e Tf. Esse processo é baseado em duas etapas em sequência: 1a – Aquecimento à pressão constante até atingir a temperatura Tf. 2a – Compressão isotérmica do gás até atingir uma pressão Pf. Considerando-se que a capacidade calorífica à pressão constante (Cp) mantém o mesmo valor ao longo do processo, a variação da energia interna do sistema é igual a (A) CpTf (B) Cp(Tf – Ti) (C) RTf – RTi (D) (CpTf – RTi) + (CpTi – RTf) (E) (CpTf + RTi) – (CpTi + RTf) b Em relação ao comportamento volumétrico de fluidos, é INCORRETO afirmar que (A) todos os fluidos têm o mesmo fator de compressibilidade, à mesma temperatura e pressão reduzidas, de acordo com o princípio dos estados correspondentes. (B) o fator de compressibilidade (z) pode assumir valores iguais a 1, maiores do que 1 ou menores do que 1. (C) o fator de compressibilidade (z) é adimensional. (D) as substâncias apolares em qualquer temperatura e pressão se comportam como um gás ideal. (E) as densidades do líquido e do gás tornam-se idênticas no estado crítico b Uma corrente gasosa escoa através de uma válvula termicamente isolada, na qual a pressão a jusante se torna inferior à pressão a montante. Sobre a diferença entre as temperaturas a jusante e a montante, sabe-se que (A) é sempre negativa em qualquer situação. (B) é positiva em qualquer situação. (C) é zero em qualquer situação. (D) pode ser positiva, negativa ou nula, dependendo das condições de temperatura e de pressão. (E) pode ser positiva ou negativa, mas nunca igual a zero. Uma corrente de metano a 27 oC, com vazão de 3 600 kg/h, é comprimida de 100 kPa até 200 kPa, consumindo, nesse processo, 150 kW. Sabendo-se que a capacidade térmica específica do metano é 2,2 kJ∙kg−1∙K−1, e considerando-se a compressão como adiabática, o gás com comportamento ideal e as ineficiências associadas à máquina como nulas, a variação de temperatura entre a sucção e a descarga do compressor deve ser aproximadamente igual a (A) zero (B) 42 oC (C) 68 oC (D) 92 oC (E) 100 oC 38 O propeno no estado de vapor saturado a 1 100 kPa é comprimido adiabaticamente por um compressor, onde, na descarga, a pressão e temperatura são 2 500 kPa e 80 ºC, respectivamente. Sabendo-se que o rendimento termodinâmico é dado pela relação entre o trabalho ideal e o trabalho real desenvolvido pelo compressor, e de acordo com o diagrama da página anterior, pressão x entalpia específica, o valor do rendimento é (A) 61,5% (B) 66,7% (C) 69,2% (D) 71,4% (E) 76,9% 39 Se 1 kg/s do propeno efluente do compressor na pressão de 2 500 kPa e na temperatura de 80 ºC, depois de passar por um condensador com perda de carga desprezível, sai desse condensador com 90% em massa de propeno no estado líquido, a carga térmica removida no condensador será (A) 50 kW (B) 120 kW (C) 225 kW (D) 275 kW (E) 300 kW Tomando como base a análise de um ciclo de Carnot para refrigeração, pode-se demonstrar que o trabalho necessário cresce quando a temperatura da etapa isotérmica de absorção de calor (TA) diminui, aumentando quando a temperatura da etapa isotérmica de rejeição de calor (TR) aumenta. Nesse contexto, a potência usada na compressão para a absorção de uma taxa de calor Q é representada pela seguinte expressão: (A) Q[(TR – TA)/TR] (B) Q(TR/TA) (C) Q(TR/TA) – Q (D) Q(TA/TR) (E) (TA – TR)/Q Processamento biodiesel 2010 Em tanques de armazenamento de derivados de petróleo, é muito comum o acúmulo de substâncias gasosas, oriundas da fase líquida, na parte interna, entre o nível de líquido e a tampa do tanque. Com relação ao fenômeno da volatilização, descrito acima, são feitas as afirmativas a seguir. I - Quanto maior a pressão de vapor de uma substância, mais volátil ela será. II - A volatilidade de uma substância só pode ser medida na mudança do estado líquido para o estado vapor. III - A destilação usa a vaporização total das misturas líquidas para separar as substâncias mais voláteis. IV - A temperatura na qual a pressão de vapor é igual à pressão ambiente corresponde ao ponto de ebulição de uma determinada substância. Estão corretas APENAS as afirmativas (A) I e II. (B) I e IV. (C) III e IV. (D) I, II e III. (E) II, III e IV. Processamento biodiesel junho 2010 Considere um fluido incompressível escoando através de um tubo com área de seção transversal constante. Nessas condições, para um escoamento irreversível, adiabático em estado estacionário, a (A) velocidade do fluido e a pressão aumentam no sentido do escoamento. (B) velocidade do fluido e a temperatura diminuem no sentido do escoamento. (C) pressão e a temperatura aumentam no sentido do escoamento. (D) velocidade do fluido e a temperatura permanecem constantes. (E) temperatura aumenta e a pressão diminui no sentido do escoamento. Um reservatório cilíndrico fechado contém dióxido de carbono a temperatura e pressão ambientes. Admitindo comportamento ideal para o gás, qual a variação estimada da entropia do CO2, em J.mol1.K1, quando aquecido até que sua pressão atinja 270 KPa? Dados: • Cp (CO2) = 23 J.mol1.K1 • R = 8 J.mol1.K1 (A) 23 (B) 0 (C) 8 (D) 15 (E) 23 Um ciclo de Rankine é utilizado para a produção de energia elétrica em uma unidade piloto multipropósito. Sabendo- se que as entalpias específicas da água de alimentação da caldeira, do vapor superaquecido que sai da caldeira e do vapor saturado que deixa a turbina são iguais a 900 kJ/kg, 3.000 kJ/kg e 2.700 kJ/kg, respectivamente, e que 1 kW é igual a 1 kJ/s, se a caldeira gerar calor a uma taxa de 2.100 kJ/min, a potência elétrica produzida, em kW, será (A) 0,5 (B) 1,0 (C) 2,5 (D) 5,0 (E) 10,0 A equação de estado de van der Waals, representada abaixo, é utilizada para descrever o comportamento de gases reais e inclui os parâmetros a e b. Esses parâmetros podem ser determinados empiricamente ou estimados a partir do conhecimento da temperatura e da pressão críticas do gás em questão. No caso da amônia, qual a estimativa correta para o parâmetro a, em J.m3.mol2? Dados: • Tc (NH3) = 400 K • pc (NH3) = 11 MPa • R = 8 J.mol-1.K-1 (A) 0,2 (B) 0,3 (C) 0,4 (D) 0,5 (E) 1,0 REFAP 2007 Qual é o coeficiente de desempenho (COP) de um sistema de refrigeração que opera segundo um Ciclo de Carnot entre a temperatura ambiente (298 K) e –25 °C (248 K)? (A) 6,0 (B) 5,0 (C) 1,0 (D) 0,25 (E) 0,10 a d REFAP 2007 d b Uma fonte quente a uma temperatura constante (T1) transfere 4.000 Joules de calor a uma fonte fria que está a uma temperatura constante T2= 300 Kelvin. Uma máquina de Carnot opera entre a fonte quente e a fonte fria produzindo 2.000 Joules de trabalho. Considerando-se essas informações, qual o valor, em Kelvin, da temperatura da fonte quente? (A) 150 (B) 300 (C) 400 (D) 550 (E) 600 d a TERMOAÇU 2008 Qual a estimativa para a fração molar de anticongelante (etileno glicol) necessária para reduzir em 5K o ponto de congelamento da água? (Calor latende de fusão de H2O = 6,0KJ/mol. R = 8J.mol1.K1) (A) 0,05 (B)0,10 (C) 0,25 (D) 0,50 (E) 0,95 Uma solução saturada de cloreto de sódio em água a 25 oC contém 360g de sal por litro de solução e apresenta densidade igual a 1,20. O coeficiente de atividade do NaCl nessa solução é (A) 0,12 (B) 0,36 (C) 0,43 (D) 1,0 (E) 8,6 A energia livre de Gibbs de mistura para uma corrente gasosa, a 25 oC e 1atm, formada por 50% de CO2, 10% de O2 e 40% de N2 em volume é (R = 8J.mol1.K1) (A) –8,0KJ/mol (B) –2,2KJ/mol (C) 0,0KJ/mol (D) 2,3KJ/mol (E) 9,3KJ/mol 28 Uma máquina térmica é usada para manter um ambiente aquecido no inverno e refrigerado no verão. Supondo que a máquina pudesse operar de maneira ideal (Ciclo de Carnot), qual o trabalho necessário por KJ de calor fornecido no inverno ou removido no verão? (Admita que a temperatura interna seja mantida em 25 oC e que a diferença para a externa seja de ±15 oC, conforme a estação.) (A) 50J (B) 100J (C) 150J (D) 200J (E) 250J 29 Que potência, em KW, poderá ser gerada por uma turbina alimentada com 3.600Kg/H de vapor superaquecido a 200KPa e 400 oC, o qual é descarregado a 50KPa e 150oC? (A) 400 (B) 450 (C) 500 (D) 550 (E) 600 30 O fluido refrigerante HFC134a, na forma de líquido saturado a 40 oC, passa através de uma válvula de expansão tendo sua pressão reduzida para 100KPa. Qual a variação de entalpia, em KJ/Kg, associada a esse processo? (A) –250 (B) –150 (C) –90 (D) 0,0 (E) 90 SUAPE 2011 Uma substância pura está armazenada em um vaso fechado, a uma determinada temperatura e pressão, onde a fase líquida ocupa metade do volume do vaso. Nesse sistema, a pressão de vapor da substância sofrerá alteração com o(a) (A) aumento da temperatura do fluido (B) aumento do volume de líquido no vaso (C) redução da pressão do vaso (D) redução da temperatura do fluido (E) adição de outro líquido no vaso 37 Considere as afirmativas abaixo que se referem ao ciclo de Carnot operando entre um reservatório quente e um frio. I - O ciclo de Carnot é formado por dois processos isotérmicos e dois adiabáticos, todos reversíveis, sendo dois de compressão e dois de expansão. II - A eficiência do ciclo de Carnot é definida como a relação entre o trabalho líquido realizado e o calor fornecido ao reservatório frio. III - O ciclo de Carnot é o ciclo termodinâmico de maior eficiência. Está correto o que se afirma em (A) I, apenas. (B) II, apenas. (C) III, apenas. (D) I e III, apenas. (E) I, II e III. 38 O hidrogênio é produzido pela reação de monóxido de carbono com vapor de água, de acordo com a seguinte reação: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) A reação ocorre à pressão atmosférica e à temperatura de 830 ºC, alimentando o dobro da quantidade de matéria de água em relação ao monóxido de carbono. Nas condições operacionais do reator, a constante de equilíbrio (Kp) é 1,0. Assumindo-se que a mistura tem comportamento ideal, a fração molar de hidrogênio, na mistura final, é aproximadamente (A) 0,22 (B) 0,33 (C) 0,44 (D) 0,55 (E) 0,66 39 Em um determinado ciclo de potência, onde os reservatórios quente e frio estão disponíveis a 600 K e 300 K, respectivamente, deseja-se produzir uma potência líquida de 400 kW. A transferência de calor do reservatório quente para o ciclo de potência deve ser, em kW, no mínimo, (A) 400 (B) 500 (C) 600 (D) 700 (E) 800 40 Uma substância na condição de líquido sub-resfriado, ao passar por uma válvula de estrangulamento perfeitamente isolada, sofre vaporização parcial. Considerando-se desprezível a variação de energia cinética entre a entrada e a saída da válvula, nesse sistema, a substância, após a passagem pela válvula, terá a (A) temperatura aumentada (B) pressão aumentada (C) entropia aumentada (D) entalpia aumentada (E) entalpia diminuída TRANSPETRO 2006 24 Assinale a opção que apresenta conceitos diretamente associados à Lei Zero da Termodinâmica. (A) Equilíbrio térmico e temperatura. (B) Equilíbrio químico e energia livre. (C) Irreversibilidade de processos e entropia. (D) Conservação das massas e reação química. (E) Conservação de energia e energia interna. 26 Em ciclos de refrigeração, a redução da pressão provocada pela passagem através de uma restrição (válvula de expansão) leva à evaporação de um líquido com conseqüente absorção de calor. Esse processo de expansão apresenta comportamento: (A) isentrópico. (B) isentálpico. (C) isotérmico. (D) isobárico. (E) isovolumétrico. 27 A pressão de vapor de uma dada substância a 288K é um décimo da verificada a 298K. Indique a estimativa correta para o calor de vaporização dessa substância. (R = 8,314J.mol-1.K-1). (A) 9KJ/mol (B) 20KJ/mol (C) 71KJ/mol (D) 100 KJ/mol (E) 164KJ/mol 36 Em relação ao equilíbrio líquido-vapor, considere as afirmações a seguir. I - Ponto de Bolha é a temperatura de uma solução, de composição determinada, em que principia a vaporização, durante um processo de aquecimento. II - Ponto de Orvalho é a temperatura em que principia a condensação de um vapor, durante um processo de condensação. III - Para um líquido puro, os pontos de bolha e orvalho coincidem com o ponto crítico. IV - Os pontos de bolha e orvalho de soluções ideais podem ser calculados a partir da Lei de Dalton. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmação(ões): (A) II (B) IV (C) I e II (D) II e III (E) III e IV TRANSPETRO 2011 E BBC DA A 62 O Teorema dos Estados Correspondentes a Três Parâmetros, quando aplicado a dois gases reais, afirma que se esses gases possuírem o mesmo valor de fator (A) acêntrico, quando comparados nas mesmas condições de temperatura crítica e pressão crítica, ambos terão aproximadamente o mesmo fator de compressibilidade. (B) acêntrico, quando comparados nas mesmas condições de temperatura reduzida e pressão reduzida, ambos terão aproximadamente o mesmo fator de compressibilidade. (C) acêntrico, quando comparados nas mesmas condições de temperatura e pressão, ambos terão aproximadamente o mesmo fator de compressibilidade. (D) compressibilidade, quando comparados nas mesmas condições de temperatura crítica e pressão reduzida, ambos terão aproximadamente o mesmo fator acêntrico. (E) compressibilidade, quando comparados nas mesmas condições de temperatura reduzida e pressão reduzida, ambos terão aproximadamente o mesmo fator acêntrico. 63 Uma caldeira é alimentada com água, abaixo do seu ponto de ebulição, para gerar vapor d’água superaquecido como produto. Esse processo pode ser representado em um diagrama pressão, P, versus entalpia específica, H, através de uma linha (A) vertical correspondente ao ΔH da caldeira (B) inclinada correspondente ao ΔH da caldeira (C) inclinada correspondente à pressão da caldeira (D) horizontal correspondente à pressão da caldeira (E) horizontal correspondente à temperatura da caldeira 64 Uma máquina térmica apresenta uma eficiência de 75% em relação à sua eficiência máxima de operação. A razão entre a temperatura da fonte quente (medida em Kelvin) e a temperatura da fonte fria (medida em Kelvin) é de 5/3. A fração do calor fornecido pela fonte quente que é convertido em trabalho mecânico é igual a (A) 0,20 (B) 0,25 (C) 0,30 (D) 0,50 (E) 0,75 65 Em um ciclo de refrigeração por compressão, o fluido refrigerante sai do evaporador na condição de vapor saturado, a uma pressão P1 e a uma temperatura T1, e do condensador, na condição de líquido saturado, a uma pressão P2 e a uma temperatura T2. Sendo assim, na saída da válvula de estrangulamento, parcialmente aberta e isolada termicamente, o fluido encontra-se na condiçãode (A) vapor saturado a P1 e T1 (B) vapor superaquecido a P2 e T2 (C) líquido saturado a P2 e T2 (D) líquido e vapor em equilíbrio a P2 e T2 (E) líquido e vapor em equilíbrio a P1 e T1 66 Em um ciclo de potência, a entalpia específica do vapor superaquecido que deixa a caldeira e alimenta a turbina é de 6.000 kJ/kg, e a entalpia específica do vapor que deixa a turbina é de 2.000 kJ/kg. Se a turbina trabalha com uma eficiência de 90%, a água que alimenta a caldeira tem uma entalpia específica de 1.000 kJ/kg e a água que sai do condensador tem uma entalpia específica de 500 kJ/kg, então, a eficiência térmica do ciclo é de (A) 50% (B) 60% (C) 70% (D) 80% (E) 90% C 68 Uma corrente de nitrogênio, escoando em regime permanente, passa por uma válvula, parcialmente fechada e isolada termicamente, sofrendo um processo de estrangulamento. Considere o nitrogênio um gás ideal e as variações de energia cinética e energia potencial desprezíveis. Se as condições de pressão e temperatura a montante da válvula forem iguais a P1 e T1, respectivamente, e a jusante da válvula essas condições forem iguais a P2 e T2, então, (A) P1 = P2 e T1 = T2 (B) P1 = P2 e T1 < T2 (C) P1 > P2 e T1 > T2 (D) P1 > P2 e T1 < T2 (E) P1 > P2 e T1 = T2 69 Uma corrente (corrente 1) de 100 kg/h de água, na condição de vapor saturado a uma pressão P1 e a uma temperatura T1 (entalpia específica = 2.500 kJ/kg), é misturada adiabaticamente com outra corrente de água (corrente 2) que se encontra na condição de vapor superaquecido, a uma temperatura T2 e a uma pressão P2 = P1 (entalpia específica = 3.500 kJ/kg). A corrente obtida pela mistura das correntes 1 e 2 (corrente 3) é vapor superaquecido a uma temperatura T3 menor do que T2 e a uma pressão P3 = P1 (entalpia específica = 3.000 kJ/kg). A vazão mássica da corrente 3, em kg/h, é (A) 125 (B) 150 (C) 175 (D) 200 (E) 225 70 Para uma substância pura sofrendo uma transformação adiabática e reversível, de um estado inicial a um estado final, a variação de entropia do sistema é (A) maior que zero (B) igual a zero (C) menor que zero (D) igual à variação da energia interna do sistema (E) igual à variação de entalpia do sistema CASA DA MOEDA 2005 D 19 Considerando U (energia interna); H (entalpia); F (energia livre de Helmoltz); G (energia livre de Gibbs); S (entropia); T (temperatura absoluta); V (volume); p (pressão), para um sistema simples (caracterizado por duas variáveis), fechado e em equilíbrio, qual a expressão termodinamicamente correta? (A) dG = –Sdt + Vdp (B) dF = –SdV + pdT (C) dH = TdS – pdV (D) dU = SdT – pdV (E) dU = – SdV + PDT B INEA 2008 25 Que vazão de vapor saturado a 125 oC, em Kg/H, é necessária para aquecer 500m3/H de ar à temperatura ambiente (25 oC) até 125 oC? Cpar = 1,0KJ.Kg1K1 (A) 18 (B) 23 (C) 95 (D) 125 (E) 910 27 Quantos graus de liberdade tem um sistema constituído por CaO(s), CO2(g) e CaCO3(s) em equilíbrio a uma determinada temperatura? (A) 3 (B) 2 (C) 1 (D) 0 (E) –1 29 Qual a variação aproximada de entropia, em J.mol1.K1, de um gás ideal, comprimido isotérmica e reversivelmente até 10% de seu volume original? R = 8J.mol1.K1? (A) – 80 (B) – 18 (C) – 8 (D) 0 (E) 8 30 SnO2 + C - Sn + CO2 (Ho = 184KJ e So = 211J/K) Qual a estimativa da temperatura, em oC, necessária para que a reação acima se torne espontânea? (A) 200 (B) 300 (C) 400 (D) 600 (E) 900 A CASA DA MOEDA 2009 C B ELETRONUCLEAR 2010 E A 56 Em um processo contínuo e em regime permanente, água, no estado líquido, entra em uma tubulação a uma pressão p1 e a uma temperatura T1, passa por um trocador de calor, sendo vaporizada. O vapor gerado passa por uma turbina, que produz trabalho mecânico (trabalho de eixo), representado por Ws, e sai da tubulação a uma pressão p2 e a uma temperatura T2. Se as variações de Energia Interna e Entalpia entre a saída e a entrada da água na tubulação são representadas por U e H respectivamente, se as variações de Energia Cinética e Energia Potencial são desprezadas, e se Q é o calor trocado no trocador de calor e W e o trabalho total envolvido, a equação da 1a Lei da Termodinâmica, para esse processo, é dada por (A) U = Q + W (B) U = Q + Ws (C) H = Q + W (D) H = Q - W (E) H = Q + Ws BR 2008 A AB C A BR 2010 D AA 31 A reação hipotética, reversível e em fase gasosa A(g) + B(g) R(g) + S(g) é processada em um reator batelada que opera a 25 ºC. Se as pressões parciais iniciais dos reagentes A e B são iguais a 1,5 atm, o G0298 da reação é igual a zero e a constante universal dos gases é igual a 82,06 (atm.cm3)/(mol.K), o valor da pressão parcial do produto R(g), em atm, no equilíbrio, será (A) 1,75 (B) 1,00 (C) 0,75 (D) 0,50 (E) 0,25 32 Um ciclo de refrigeração por compressão de vapor utiliza um fluido hipotético como refrigerante. Se as entalpias específicas de entrada e saída desse fluido no evaporador forem iguais a 100 Btu/lbm e 150 Btu/lbm, a entalpia específica de entrada desse fluido no condensador for igual a 250 Btu/lbm, o calor absorvido no evaporador for de 13.500 Btu/h e o compressor trabalhar com uma eficiência de 90%, a vazão de circulação do refrigerante, em lbm/h, será (A) 90 (B) 150 (C) 270 (D) 1.500 (E) 2.700 33 Um gás, considerado ideal, escoa a uma vazão constante, através de um tubo horizontal, para uma válvula parcialmente fechada. À montante da válvula, a temperatura do gás (T1) é de 32ºC e a pressão (P1) é de 10 bar. À jusante da válvula, a pressão (P2) é de 5 bar e a temperatura é (T2). Se a válvula e o tubo estão isolados e se a variação de energia cinética do gás, ao escoar através da válvula, for desprezível, conclui-se que (A)DH > 0 (B) DH< 0 (C) T2 < T1 (D) T2 = T1 (E) T2 > T1 AE
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