Prova termodinâmica aplicada (prova 2)

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Curso: Engenharia Química
Disciplina: TERMODINÁMICA APLICADA I - M2
Professor: Hernandes de Souza Brandão
Nome do aluno:
RGM:
Período:
8º A 
Turma:
Noturno
Data:
25/05/18
Nota:
AVISO: PROVA INDIVIDUAL, COM CONSULTA AOS SEUS PRÓPRIOS APONTAMENTOS. DURAÇÃO DA PROVA: 150 MINUTOS.
CONSIDERE PARA RESOLUÇÃO DAS QUESTÕES: X = DEZENA DO SEU RGM
EXEMPLOS: RGM = 11142101168 X = 68; RGM = 11142100600 X = 100; 
RGM = 11142132005 X = 05 = 5 
1ª QUESTÃO: 3,0 pontos. 
X mol de gás hélio passa pela seguinte sequência de processos mecanicamente reversíveis:
(a) De um estado inicial a 70°C e 1 bar, ele é comprimido adiabaticamente até 150°C;
(b) Então ele é resfriado de 150 a 70°C, a pressão constante.
(c) Finalmente, ele é expandido isotermicamente até o seu estado original.
Calcule: W, Q, U e H para cada um dos três processos e esboce as trajetórias de todos os processos em um único diagrama PV.
Admita o hélo como um gás ideal e considere:
 e ; R = 8,314 J/(mol.K); 1 bar = 1 . 105 Pa
2ª QUESTÃO: 3,0 pontos.
Seja a instalação de potência a vapor descrita pela figura:
A instalação transforma a energia adicionada ao vapor d”água na forma de calor na caldeira (), em trabalho mecânico na turbina (WS). Ao sair da turbina, o vapor com uma energia menor, passa pelo condensador, onde uma certa quantidade de calor ( é retirada. Uma bomba, que requer trabalho (Wb), devolve o condensado à caldeira, completando o ciclo. Os dados da tabela são disponíveis, relativos aos pontos 1,2, 3 e 4 marcados na figura.
	Ponto
	Pressão, psia
	Temperatura, °F
	Entalpia, btu/lb
	Velocidade, ft/s
	1
	300
	600
	1314,5
	---
	2
	200
	550
	1288,6
	200
	3
	2
	---
	1044,6
	600
	4
	1,9
	110
	78,0
	----
O trabalho fornecido à bomba é de 3 btu/lb. Para uma taxa de circulação de vapor de X.102 lb/h, calcular:
(a) Qual o calor trocado na linha que liga a caldeira à turbina?
(b) Qual o trabalho obtido na turbina?
(c) Qual o calor trocado no condensador?
(d) Qual o calor fornecido à caldeira?
3ª QUESTÃO: 3,0 pontos.
Aldeído acético pode ser produzido pela desidrogenação de etanol, de acordo com a reação: C2H5OH (g) CH3CHO(g) + H2(g).
O reator é alimentado com X kmol/h de uma mistura gasosa contendo 90,0 mol% de etanol e 10,0 mol% de aldeído acético a uma temperatura de 650 K. A temperatura de saída do reator deverá ser de 600K. A conversão por passe no reator é de 35,0%. Calcule a taxa de calor, em kW, a ser fornecida ao reator.
Dados: 
Entalpia padrão de formação, em kJ/mol:
Etanol(g) = 235,31; acetaldeído(g) = 166,15; hidrogênio (g) = 0
Capacidades caloríficas molares médias, em kJ/(kmol.K):
Etanol (g) = 82,0; acetaldeído (g) = 68,0; hidrogênio = 29,0
4ª QUESTÃO: 1,0 ponto. Concurso público – CAGEPA - Companhia de Água e Esgotos da Paraíba – Engenheiro Químico.
Para um processo isotérmico, estático reversível, de 1 mol de gás ideal, a primeira Lei da Termodinâmica apresenta a seguinte expressão matemática:
(a) 
(b) Q = W
(c) U = W
(d) U = Q
(e) H = Q
(f) H = Q 
 BOA PROVA!