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TABELAS E FIGURAS SELECIONADAS 
Miscelânea 
Fatores para Conversão de Unidades 
Pesos e Números Atômicos 
Carta Psicrométrica (Umidade): Unidades SI 
Carta Psicrométrica (Umidade): Unidades Americanas de Engenharia 
Propriedades Físicas Selecionadas (pesos moleculares, densidades relativas de sólidos e 
líquidos, pontos de ebulição e de fusão, calores de fusão e de vaporização, temperatura 
e pressão críticas, calores de formação e de combustão padrão) 
Leis para Gases (Relações PVT) 
Constante dos Gases 
Condições Normais para Gases 
Fatores Acêntricos de Pitzer 
Cartas de Compressibilidade 
Dados de Pressão de Vapor 
Carta de Cox (gráficos de pressão de vapor) 
Pressão de Vapor da Água 
Constantes da Equação de Antoine 
Dados Termodinâmicos 
Capacidades Caloríficas 
Propriedades do Vapor Saturado: Tabela da Temperatura 
Propriedades do Vapor Saturado: Tabela da Pressão 
Propriedades do Vapor Superaquecido 
Entalpias Específicas de Gases Selecionados: Unidades SI 
Entalpias Específicas de Gases Selecionados: Unidades Americanas de Engenharia 
Capacidades Caloríficas Atômicas para a Regra de Kopp 
Calores Integrais de Solução e Mistura a 25ºC 
Dados para Sistemas Específicos 
Diagrama de Fase Triangular para Água-Acetona-Metil Isobutil Cetona a 25ºC 
Diagrama Entalpia-Concentração para H2S04 - H20 
Diagrama Entalpia-Concentração para NH3- H20 
Gl 
G3-G4 
336 
337 
545-550 
G4 
170 
176 
182-184 
215 
553-554 
555-556 
551-552 
557 
558-560 
561-562 
563 
563 
564 
564 
239 
349 
352 
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FATORES PARA CONVERSÃO DE UNIDADES 
Grandeza Valores Equivalentes 
Massa 1 kg = 1000 g = 0,001 tonelada métrica = 2,20462 lbm = 35,27392 oz 
llbm = 16 oz = 5 X 10-4 t = 453,593 g = 0,453593 kg 
Comprimento lm = 100 cm = 1000 mm = 106 mícrons (µm) = 1010 angstroms (Â) 
= 39,37 in = 3,2808 ft = 1,0936 yd = 0,0006214 milha 
1ft = 12 in = 1/3 yd = 0,3048 m = 30,48 cm 
Volume 1 m3 = 1000 L = 106 cm3 = 106 mL 
= 35,3145 ft3 = 220,83 galões imperiais = 264,17 gal 
= 1056,68 qt 
1 ft3 = 1728 in3 = 7,4805 gal = 0,028317 m3 = 28,317 L 
= 28.317 cm3 
Força lN = 1 kg·m/s2 = 105 dinas = 105 g·cm/s2 = 0,22481 lbr 
1 lbf = 32,174 lbm·ft/s2 = 4,4482 N = 4,4482 X 105 dinas 
Pressão 1 atm = 1,01325 X 105 N/m2 (Pa) = 101,325 kPa = 1,01325 bar 
= 1,01325 X 106 dinas/cm2 
= 760 mm Hg a OºC (torr) = 10,333 m H20 a 4ºC 
= 14,696 lb/in2 (psi) = 33,9 ft H20 a 4ºC 
= 29,921 in Hg a OºC 
Energia 1 J = 1 N·m = 107 ergs = 107 dina·cm 
= 2,778 X 10- 1 kW·h = 0,23901 cal 
= 0,7376 ft-lbr = 9,486 X 10-4 Btu 
Potência lW = 1 J/s = 0,23901 cal/s = 0,7376 ft·lb/s = 9,486 X 10-4 Btu/s 
= 1,341 X 10- 3 hp 
. , (2,20462 lb ) Exemplo: O fator para converter gramas em lbm e m . 
1000 g 
., 
,, 
PRINCIPIOS BCPT 
ELEMENTARES 
DOS PROCESSOS ,, 
QUIMICOS 
Terceira Edição 
Richard M. Felder 
Departamento de Engenharia Química 
North Carolina State University 
Raleigh, North Carolina 
Ronald W. Rousseau 
F acuidade de Engenharia Química 
Georgia Institute of Technology 
Atlanta, Georgia 
Tradução: 
Martín Aznar 
Faculdade de Engenharia Química 
Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP 
Campinas, SP 
IW.tersidade Esti'ldua·r rlo Maranhão 
BIBLIOT: . ~/1d'RAL 
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Prefácio da Primeira Edição ix 
Prefácio da Terceira Edição xi 
Ao Professor xiii 
Nomenclatura xv 
Glossário de Termos de Processos Químicos xix 
PARTE 1 ANÁLISE DE PROBLEMAS DE ENGENHARIA 1 
Capítulo 1 
Capítulo 2 
Capítulo 3 
O que Alguns Engenheiros Químicos Fazem da Vida 3 
Introdução a Cálculos de Engenharia 6 
2.0 Objetivos Educacionais 6 
2.1 Unidades e Dimensões 7 
2.2 Conversão de Unidades 7 
2.3 Sistemas de Unidades 8 
2.4 Força e Peso 10 
2.5 Estimação e Cálculos Numéricos 12 
2.6 Homogeneidade Dimensional e Quantidades Adimensionais 18 
2.7 Representação e Análise de Dados de Processo 20 
2.8 Resumo 27 
Problemas 28 
Processos e Variáveis de Processo 38 
3.0 Objetivos Educacionais 38 
3.1 Massa e Volume 39 
3.2 Vazão 41 
3.3 Composição Química 42 
3.4 Pressão 48 
3.5 Temperatura 54 
3.6 Resumo 56 
Problemas 58 
PARTE 2 BALANÇOS DE MASSA 71 
Capítulo 4 Fundamentos de Balanços de Massa 73 
4.0 Objetivos Educacionais 73 
4.1 Classificação de Processos 74 
4.2 Balanços 74 
4.3 Cálculos de Balanços de Massa 78 
xxii Sumário 
Capítulo 5 
4.4 Balanços em Processos de Múltiplas Unidades 91 
4.5 Reciclo e Desvio 97 
4.6 Estequiometria das Reações Químicas 102 
4.7 Balanços em Processos Reativos 110 
4.8 Reações de Combustão 125 
4.9 Algumas Considerações Adicionais Acerca de Processos Químicos 133 
4.10 Resumo 135 
Problemas 137 
Sistemas Monofásicos 164 
5.0 Objetivos Educacionais 165 
5.1 Massas Específicas de Líquidos e Sólidos 165 
5.2 Gases Ideais 167 
5.3 Equações de Estado para Gases Não-ideais 174 
5.4 A Equação de Estado do Fator de Compressibilidade 181 
5.5 Resumo 186 
Problemas 187 
Capítulo 6 Sistemas Multifásicos 207 
6.0 Objetivos Educacionais 208 
6.1 Equilíbrio de Fases para um Componente Puro 210 
6.2 A Regra das Fases de Gibbs 216 
6.3 Sistemas Gás-Líquido: Um Componente Condensável 217 
6.4 Sistemas Gás-Líquido Multicomponentes 223 
6.5 Soluções de Sólidos em Líquidos 231 
6.6 Equilíbrio entre Duas Fases Líquidas 237 
6.7 Adsorção sobre Superfícies Sólidas 240 
6.8 Resumo 243 
Problemas 245 
PARTE 3 BALANÇOS DE ENERGIA 271 
Capítulo 7 Energia e Balanços de Energia 273 
7.0 Objetivos Educacionais 274 
7 .1 Formas de Energia: A Primeira Lei da Termodinâmica 27 5 
7.2 Energias Cinética e Potencial 276 
7.3 Balanços de Energia em Sistemas Fechados 277 
7.4 Balanços de Energia em Sistemas Abertos no Estado Estacionário 279 
7 .5 Tabelas de Dados Termodinâmicos 284 
7.6 Procedimentos de Balanços de Energia 287 
7.7 Balanços de Energia Mecânica 290 
7.8 Resumo 294 
Problemas 296 
Capítulo 8 Balanços em Processos Não-reativos 311 
8.0 Objetivos Educacionais 311 
Capítulo 9 
8.1 Elementos em Cálculos de Balanços de Energia 312 
8.2 Mudanças na Pressão a Temperatura Constante 318 
8.3 Mudanças na Temperatura 319 
8.4 Operações deMudança de Fase 329 
8.5 Mistura e Solução 345 
8.6 Resumo 355 
Problemas 358 
Balanços em Processos Reativos 384 
9.0 Objetivos Educacionais 385 
9.1 Calores de Reação 385 
9.2 Medição e Cálculo de Calores de Reação: Lei de Hess 388 
9.3 Reações de Formação e Calores de Formação 390 
9.4 Calores de Combustão 391 
9.5 Balanços de Energia em Processos Reativos 392 
9.6 Combustíveis e Combustão 404 
9.7 Resumo 412 
Problemas 415 
Capítulo 10 Cálculos de Balanço Auxiliados por Computador 439 
10.0 Objetivos Educacionais 439 
10.1 A Análise de Graus de Liberdade Revisitada 439 
10.2 Simulação Seqüencial Modular 445 
10.3 Simulação Baseada em Equações 454 
10.4 Pacotes Comerciais de Simulação de Processos 463 
10.5 Considerações Finais 463 
Problemas 463 
Capítulo 11 Balanços em Processos Transientes 472 
11.0 Objetivos Educacionais 472 
11.1 A Equação Geral do Balanço . .. de Novo 472 
11.2 Balanços de Massa 476 
11.3 Balanços de Energia em Processos Monofásicos Não-reativos 481 
11.4 Balanços Transientes Simultâneos 486 
11.5 Resumo 489 
Problemas 490 
PARTE 4 ESTUDOS DE CASO 501 
Capítulo 12 A Produção de Cloreto de Polivinila Clorado 503 
A Química da Reação de Cloração do PVC 504 
Descrição do Processo 504 
Problemas 507 
Sumário xxiii 
Capítulo 13 Reforma por Vapor de Gás Natural e Subseqüente Síntese 
de Metanol 513 
Descrição do Processo 514 
Problemas 517 
Capítulo 14 O Uso de Lavagem por Lama de Calcário para Remover Dióxido 
de Enxofre de Gases de Combustão de Plantas de Energia 523 
Descrição do Processo 524 
Problemas 525 
Apêndice A Técnicas Computacionais 527 
A.1 O Método dos Mínimos Quadrados 527 
A.2 Solução Iterativa de Equações Algébricas Não-lineares 529 
A.3 Integração Numérica 540 
Apêndice B Tabelas de Propriedades Físicas 544 
B.1 Propriedades Físicas Selecionadas