1ª Lista de Exercícios-CAPITULO I E II

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UNVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA
Departamento de Química
Disciplina: Operações Unitárias I
Profa. Carla Verônica Rodarte de Moura
1ª Lista de Exercícios
Capítulo 2 e 3
1) Quantas moléculas estarão contidas em
a) 10 Kmol de H2
b) 10 lbmol de H2
c) 10 Mmol de N2
2) Em 10 kmol de propano, calcule:
a) a massa de propano em kg;
b) a quantidade de matéria de propano em lbmol;
c) a quantidade de matéria de carbono (em kmol) e a massa de átomos de carbono (em kg);
d) a quantidade de matéria de hidrogênio (em kmol) e a massa de átomos de hidrogênio;
e) o número de moléculas de propano.
3) Sabendo-se que a massa específica do etanol a 20ºC é 789,34 kg/m3, calcule:
a) o volume molar do etanol a 20 ºC;
b) a quantidade de matéria e a massa de etanol contida em um tambor de 200 L a 20 ºC;
c) o peso específico do etanol (no SI)
4) Um manômetro usa querosene como fluido manométrico, densidade relativa 0,82. Uma leitura de 5 lb/in2 no manômetro equivale a quantos milímetros de mercúrio?
5) O ar no tanque de um mergulhador está numa pressão de 300 kPa absolutos. Qual é a pressão em: 
a) psi	b) atm 		c) mmHg d) kgf/cm2
6) Pode-se considerar de um ponto de vista simples, o alto-forno como um processo no qual a principal reação é: 
Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO
Porém, outras reações secundárias não desejadas, também ocorrem, como:
Fe2O3 + C 2 FeO + CO. 
Após misturar 600 lb de carbono (coque) com 1,00 tonelada de óxido de ferro puro, o processo produz 1200 libras de ferro puro, 183 lb de FeO e 85 lb de Fe2O3. Calcule os seguintes itens:
A) O excesso percentual de carbono alimentado com base na reação principal
B) A porcentagem de conversão de Fe2O3 em Fe.
C) As libras de carbono consumidas e as libras de CO produzidas por tonelada de Fe2O3, alimentada.
7) O composto de sabor amargo quinino é um composto da água tônica e é usado como proteção contra malária. Quando uma amostra de massa 0,487 g foi queimada, foram produzidos 1,321 g de dióxido de carbono, 0,325 g de água e 0,0421g de nitrogênio. A massa molar do quinino é 324 g.mol. Determine as fórmulas empíricas e a molecular do quinino.
8) Considere o intervalo de 20ºF a 80ºF: calcule as temperaturas equivalentes em ºC e o intervalo entre elas.
9) Transforme cada temperatura abaixo nas unidades pedidas:
a) 50 ºF para ºC
b) 40 ºC para ºR
c) 203 K para ºF
d) 1520 R para K
10) Se a variação máxima possível da temperatura em um processo é de 10ºC, calcule a variação máxima nas duas escalas de temperatura termodinâmicas.
11) Transforme as seguintes pressões para pressão absoluta (kPa) em um local onde a pressão barométrica é 750 mmHg: a) 3,50 psig, b) 2,30 kgf/cm2. 
12) Se um fluido tem viscosidade dinâmica de 0,90 cP e massa específica de 800 kg/m3, calcule:
a) a sua viscosidade dinâmica em pascal-segundo e em quilograma-força-segundo por metro quadrado;
b) a sua viscosidade cinemática em milímetro quadrado por segundo.
13) Calcule a energia potencial de um corpo de massa 10,0 kg na altura de 5,00 m, em:
a) joule;
b) metro-quilograma-força;
c) pé-libra-força.
14) Um fluido escoa em uma tubulação de 50,0 m de diâmetro na vazão volumétrica de 2,50 m3/min. Calcule a sua energia cinética específica em:
a) joule por kilograma;
b) metro-quilograma-força por kilograma;
c) pé-libra-força por libra.
15) Um manômetro de pressão relativa e um manômetro de pressão absoluta, são usados para medir a pressão de um gás, obtendo-se as seguintes leituras: 1620 mmHg e 2352 mmHg. Calcule, em quilopascal, as pressões manométricas, absoluta e barométrica.
16) Deseja se obter uma solução salina com 20% em massa de KCl. Calcule:
a) a massa de KCl que deve ser adicionada a 1000,0 g de água;
b) a fração em quantidade de matéria de KCl na solução.
17) 5,0 kmol de CH4, 15,0 kmol de C2H6e 20,0 kmol de H2 são colocados em um cilindro. Para a mistura formada calcule:
a) a fração em quantidade de matéria xi;
b) a razão em quantidade de matéria Yi (em relação ao H2)
	c) a fração em massa fi;
d) a razão em massa Fi (em relação ao H2)
18) Uma mistura gasosa de N2 e H2 em proporções estequiométricas (1:3) para produção de amônia é alimentada em um reator. Se a vazão mássica da mistura é 3.400 kg/h, calcule a vazão mássica de N2 que entra no reator.
19) Um gás possui a seguinte composição (i%): C3H8 + 30,2 %, C4H10 = 24,8%, C5H12 = 30,6% e C6H14%= 14,4%. Calcule para a mistura gasosa:
a) a fração em massa fi;
b) a massa molar média do gás;
c) a massa específica nas CNTP;
d) a densidade em relação ao ar nas mesmas condições de temperatura e pressão.
20) Uma mistura de hidrocarbonetos líquidos contém (fi%): C6 = 24,80%, C7 = 31,30%, C8 = 43,90%. Qual a densidade (d20ºC e d60ºC) e a massa molar média da mistura?
21) Uma mistura líquida, cuja composição mássica é dada abaixo, escoa em uma tubulação na vazão volumétrica de 2.000 m3/d a 20ºC. Calcule:
a) a vazão mássica da mistura;
b) a densidade (d20ºC) média da mistura;
c) o oAPI da mistura, usando dois métodos possíveis: 1) usando a atividade em base mássica do oAPI; 2) calculando d60ºF,da mistura usando as densidades D60]Findividuais e 3) calculando a d60ºf da mistura a partir da equação 3.37ª;
	Componente
	C5
	C6
	C7
	FI%
	25,4
	28,6
	46,0
22) Um determinado ar a 28ºC e pressão barométrica de 97.500 Pa tem um ponto de orvalho de 8,5ºC. Calcule:
a) a umidade relativa do ar;
b) a umidade relativa do ar, após o ar ser comprimido para 300,0 kPa e a temperatura alcançar 38ªC.
23) A pressão parcial de benzeno é 2,56 kPa em uma mistura com ar que está a 28ºC 	e 101,0 kPa. Calcule:
a) a razão mássica benzeno/ar;
b) a % de saturação relativa;
c) a % de saturação absoluta;
24) Uma mistura gasosa disponível na vazão de 500,0 m3/h, medida a CNTP, tem a seguinte composição volumétrica (i): CH4 = 82,4%, C2H6 = 10,2%, C3H8 = 7,4%. Calcule:
a) a vazão molar e a vazão mássica da mistura;
b) a massa específica média da mistura a CNTP;
c) a densidade da mistura em relação ao ar.
25) Deseja-se gerar 1000,0 Kg de uma solução com a seguinte composição (i): 20 % 	de benzeno e 80% de dicloroetatno. As massas específicas do benzeno e do dicloroetano são, repestivamente, 872 kg/m3 e 1246 kg/m3 a 25ºC. Considerando que a mistura é ideal, calcule:
	a) as massas de benzeno e dicloetano;
	b) a massa específica da mistura a 25 ºC.
 
UNVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
 
CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA
 
Departamento de Química
 
Disciplina: Operações Unitárias I
 
Profa. Carla Verônica Rodarte de Moura
 
1
ª
 
Lista de Exercícios
 
Capítulo 2
 
e 
3
 
 
1)
 
Quantas moléculas estarão contidas em
 
a)
 
10 Kmol de H
2
 
b)
 
10 
lbmol de H
2
 
c)
 
10 Mmol de N
2
 
 
2)
 
Em 10 kmol de propano, calcule:
 
a)
 
a massa de propano em kg;
 
b)
 
a quantidade de matéria de propano em 
lbmol;
 
c)
 
a quantidade de matéria de carbono (em 
kmol) e a massa de átomos de carbono (em 
kg);
 
d)
 
a quantidade de matéria de hidrogênio (em
 
kmol) e a massa de átomos de hidrogênio;
 
e)
 
o número de moléculas de propano.
 
 
3)
 
Sabendo
-
se que a massa específica do etanol a 
20ºC é 789,34 kg/m
3
, calcule:
 
a)
 
o volume molar do etanol a 20 ºC;
 
b)
 
a quantidade de matéria e a massa de etanol 
contida em um tambor de 2
00 L a 20 ºC;
 
c)
 
o peso específico do etanol (no SI)
 
 
4)
 
Um manômetro usa querosene como fluido 
manométrico, densidade relativa 0,82. Uma 
leitura de 5 lb/in
2
 
no manômetro equivale a 
quantos milímetros de mercúrio?
 
 
5)
 
O ar no tanque de um mergulhador está numa 
pres
são de 300 kPa absolutos. Qual é a pressão 
em: 
 
a) psi
 
b) atm 
 
 
c)
 
mmHg 
d)
 
kgf/cm
2
 
 
6)
 
Pode
-
se considerar de um ponto de vista simples, 
o alto
-
forno como um processo no qual a principal 
reação é: 
 
Fe
2
O
3
 
+ 3C 
 
 
 
2Fe + 3CO
 
P
orém
,
 
outras reações secun
dárias não desejadas, 
também ocorrem, como:
 
Fe
2
O
3
 
+ C 
 
 
 
2 FeO + CO. 
 
Após misturar 600 lb de carbono (coque) com 
1,00 tonelada de óxido de ferro puro, o processo 
produz 1200 libras de ferro puro,183 lb de FeO e 
85 lb de Fe
2
O
3
. Calcule os segui
ntes itens:
 
A)
 
O excesso percentual de carbono alimentado 
com base na reação principal
 
B)
 
A porcentagem de conversão de Fe
2
O
3
 
em Fe.
 
C)
 
As libras de carbono consumidas e as libras de 
CO produzidas por tonelada de Fe
2
O
3
, 
alimentada.
 
 
7)
 
O composto de sabor amargo quini
no é um 
composto da água tônica e é usado como 
proteção contra malária. Quando uma amostra de 
massa 0,487 g foi queimada, foram produzidos 
1,321 g de dióxido de carbono, 0,325 g de água e 
0,0421g de nitrogênio. A massa molar do quinino 
é 324 g.mol. Determi
ne as fórmulas empíricas e a 
molecular do quinino.
 
 
8)
 
Considere o intervalo de 20ºF a 80ºF: calcule as 
temperaturas equivalentes em ºC e o intervalo 
entre elas
.
 
 
9)
 
Transforme cada temperatura abaixo nas 
unidades pedidas:
 
a)
 
50 ºF para ºC
 
b)
 
40 ºC para ºR
 
c)
 
203 K para 
ºF
 
d)
 
1520 R para K
 
 
10)
 
Se a variação máxima possível da temperatura em 
um processo é de 10ºC, calcule a variação máxima 
nas duas escalas de temperatura termodinâmicas.
 
 
11)
 
Transforme as seguintes pressões para pressão 
absoluta (kPa) em um local onde a pressão 
baro
métrica é 750 mmHg:
 
a) 3,50 psig, b) 2,30 
kgf/cm
2
. 
 
12)
 
Se um fluido tem viscosidade dinâmica de 0,90 cP 
e massa específica de 800 kg/m
3
, calcule:
 
a)
 
a sua viscosidade dinâmica em pascal
-
segundo e em quilograma
-
força
-
segundo por 
metro quadrado;
 
b)
 
a sua viscosidade 
cinemática em milímetro 
quadrado por segundo.
 
 
13)
 
Calcule a energia potencial de um corpo de massa 
10,0 kg na altura de 5,00 m, em:
 
a)
 
joule;
 
b)
 
metro
-
quilograma
-
força;
 
c)
 
pé
-
libra
-
força.