Balanço de Massa e de Energia (Lista de exercícios com algoritmo de solução de questões)

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Princípios dos Processos Químicos – TF314 
Listas de Exercícios 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Ivanildo José da Silva Junior 
 
 
 
 
 
	
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O objetivo desta compilação de exercícios é de auxiliar e direcionar o estudante de Engenharia 
Química no entendimento dos conceitos básicos, princípios e cálculos fundamentais que 
envolvem os balanços de massa e de energia. 
Neste material, os estudantes irão encontrar listas de exercícios sobre os seguintes temas: 
1. Sistemas de unidades e conversão de unidades. 
2. Variáveis de processos. 
3. Balanço de massa simples. 
4. Balanço de massa em unidades múltiplas. 
5. Balanço de massa envolvendo reciclo, purga e desvio. 
6. Balanço de massa em sistemas reacionais. 
7. Sistemas monofásicos. 
8. Sistemas multifásicos. 
9. Balanço de energia: conceitos fundamentais e a Primeira Lei da Termodinâmica. 
10. Balanço de energia em sistemas abertos e fechados. 
11. Balanço de energia em dispositivos e equipamentos industriais. 
12. Balanço de energia: entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica. 
 
Espera-se que, ao final do curso, o estudante seja capaz de: 
 
1. Entender e explicar os conceitos de dimensão, unidades, propriedades de vapor, e a 
conservação da massa e de energia. 
2. Resolver problemas que envolvam balanços de massa e de energia em estado estacionário e 
transiente, com ou sem reação química, assim como aqueles que envolvam múltiplas 
unidades de processos, correntes de reciclo, purga e desvio. 
3. Apresentar soluções aos problemas de engenharia tanto na forma oral quanto na forma escrita 
de maneira clara e concisa. 
Finalmente, este texto serve como um direcionamento não excluindo a consulta e 
aprofundamento do assunto nos livros clássicos relativo aos assuntos aqui mencionados. 
 
Nota introdutória 
	
 3 
ESTRATÉGIA	PARA	RESOLUÇÃO	DE	PROBLEMAS	DE	BALANÇO	DE	MASSA	
 
 
1. Formar um diagrama de blocos detalhado do processo. 
 
2. Escolha o sistema, identifique suas fronteiras e então decida se o sistema é aberto ou fechado. 
Escreva a sua decisão sobre essa questão. Altere-a no caso de sua decisão original mostrar-se fraca. 
Delimite as fronteiras com linha tracejada. 
 
3. Decida se o sistema está em estado estacionário ou em estado transiente. Anote sua decisão. 
 
4. Quantificar todas as correntes conhecidas, bem como seus constituintes rotulando com símbolos 
as vazões e, para cada componente, as composições associadas. 
 
5. Reunir informações adicionais (complementares). 
 
6. Escolher a base de cálculo para iniciar os balanços. 
 
7. Escreva o balanço de massa para o sistema (um para cada sistema, se você estiver tratando de múltiplos 
sistemas), juntamente com outras equações pertinentes. 
 
8. Simplifique o balanço de massa tanto quanto possível, usando informações do enunciado do 
problema e hipóteses razoáveis baseadas na sua compreensão acerca do processo. 
 
9. Faça uma análise de graus de liberdade incluindo o balanço de massa como uma nova equação. 
 
10. Checar os cálculos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
 4 
 
 
Balanço de massa em sistemas abertos e fechados 
 
1. Uma unidade industrial de verniz tem que entregar 1000 lbm de uma solução de nitrocelulose a 8%. Eles 
têm em estoque a solução a 5,5%. Quanto de nitrocelulose seca deve ser dissolvido na solução para atender 
ao pedido? Resposta: 27 lbm 
 
2. Para preparar uma solução de 50% de ácido sulfúrico, um rejeito ácido diluído contendo 28% de H2SO4 
é reforçado com um ácido sulfúrico comercial contendo 96% de H2SO4. Quantos quilogramas de ácido 
devem ser comprados para cada 100 kg de ácido diluído? Resposta: 47,8 kg de ácido 
 
3. Uma solução aquosa de decapagem (retirada de película metálica deposita) contendo 8,8% de KI está 
sendo preparado para decapar ouro em placas de circuito impresso. A solução desejada deve ser preparada 
pela combinação de uma solução forte (12% de KI e 3% de I2 em H2O) com uma solução fraca (2,5% de 
KI e 0,625% de I2 em H2O). Qual deve ser o valor de R, a razão entre as massas de solução forte e fraca 
para fazer a solução de decapagem desejada? Qual será a concentração de I2 na solução final? Resposta: R 
= 1,97; concentração de I2 = 2,2% 
 
4. Uma solução ácida com 60 % de H2SO4, 20% de HNO3 e 20% de H2O deve ser obtida pela mistura das 
seguintes soluções: S1 = 60% de H2SO4, 10% de HNO3 e 30% de H2O; S2 = 90% de HNO3 e 10% de 
H2O; S3 = 95% de H2SO4 e 5% de H2O. Calcule a massa de cada solução a ser misturada para se obter 
1000 kg da solução. Resposta: S1 = 568,2 kg; S2 = 159,1 kg, S3 = 272,7 kg 
 
5. Água entra em um tanque de 2 litros a uma taxa de 3,0 g/s e é retirada a uma taxa de 5,0 g/s. O tanque 
inicialmente contém água pela metade. 
a. Este processo é batelada, contínuo ou semi-contínuo? 
b. Escreva um balanço de massa para este processo, sendo m(t) a massa dentro do tanque no tempo t. 
Identifique os termos da equação geral. 
c. Escreva a equação resultante e determine quanto tempo será necessário para esvaziar completamente 
o tanque. 
 
6. Uma solução aquosa contém 25% em massa de sal. Calcule: 
a. O teor de sal na solução se for evaporados 40% de água originalmente presente; 
b. A porcentagem de água evaporada da solução, se a solução final contiver 40% de sal. 
 
7. Deseja-se separar por destilação uma mistura (F) cuja composição (wF %) é: “a” = 50%, “b” = 30% e “c” 
= 20%. O destilado (ou produto de topo) deve ter uma razão em quantidade de matéria destilada/carga 
(D/F) = 0,60 e uma composição (wD %) igual a: “a” = 80%, “b” = 18% e “c” = 2%. Calcule: 
a. A razão de quantidade de matéria resíduo/carga (B/F); 
b. A composição wB % do resíduo (B); 
c. A recuperação do componente “a” no destilado (D) e a do “c” no resíduo (B). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista 1 
	
 5 
 
 
Balanço de massa em unidades múltiplas 
 
1. (Petrobras Transporte S/A - 2006) Observe o fluxograma abaixo. 
 
 
 
O fluxograma ilustra um processo contínuo no estado estacionário, contendo duas unidades. Cada 
corrente contém dois componentes (A e B), em diferentes proporções. Três correntes cujas vazões e/ou 
composições não são conhecidas são rotuladas de 1, 2 e 3. A vazão da corrente 3 (em kg/h) e a composição 
de A, nesta mesma corrente (em kg A/kg), são, respectivamente: 
a. 40; 0,083 
b. 40; 0,917 
c. 60; 0,083 
d. 60; 0,917 
e. 100; 0,500 
 
2. Acetona é usada na fabricação de muitos produtos químicos e também como solvente. Neste último caso, 
muitas restrições são colocadas na liberação do vapor de acetona para o ambiente. Pediram para você 
projetar um sistema de recuperação de acetona, tendo o fluxograma ilustrado na figura abaixo. Todas as 
concentrações de gases e líquidos, ali mostradas, são especificadas em percentagem em peso, nesse caso 
especial, para tornar os cálculos mais simples. Calcule A, F, W, B e D por hora, sabendo que G = 1400 
kg/h. 
 
 
 
 
Lista 2 
	
 6 
3. Uma mistura líquida contendo 30,0% molar de benzendo (B), 25,0% de tolueno (T) e o resto de xilenos 
(X) alimenta uma coluna de destilação. O produto de fundo contém 98,0% molar de X e nenhum B, e 
96,0% do X na alimentação são recuperados nesta corrente. O produto de topo alimenta uma segunda 
coluna. O produto de topo da segunda coluna contém 97,0% do B contido na alimentação desta coluna. 
A composição desta corrente é 94,0% molar de B e o resto de T. 
a. Desenhe e rotule um diagrama de fluxo para este processo e faça uma análise dos graus de liberdade 
para provar que, para uma base admitida de cálculo, as vazões molares e composições de todas as 
correntes de processo podem ser calculadas com a informação dada. Escreva em ordem as equações 
que você resolveria para calcular as variáveis desconhecidas do processo. Em cada equação (ou par de 
equações simultâneas), marque as variáveis para as quais você as resolveria. Não faça nenhum cálculo. 
b. Calcule (i) a percentagem do benzeno na alimentação do processo (quer dizer, a alimentação da 
primeira coluna) que sai no produtode topo da segunda coluna e (ii) a percentagem do tolueno na 
alimentação do processo que sai no produto de fundo da segunda coluna. 
 
4. Um vapor com fração em massa: propano (30%), n-butano (30%) e n-pentano (40%) é carga de uma torre 
de destilação. O teor mínimo de propano no destilado deve ser 65% em massa. O destilado será enviado 
para outra torre em que a recuperação do propano deve ser 96%. Calcule: 
a. A vazão mássica de carga da primeira torre de destilação para se produzir 10 ton/dia de propano no 
destilado da segunda torre, se a relação destilado/carga da primeira torre corresponde a 40% em massa; 
b. A recuperação do propano em relação à carga da primeira torre. 
 
5. Água do mar contendo 3,5% (massa) passa por uma série de 10 evaporadores. Aproximadamente, quantias 
iguais de água são evaporadas em cada uma das 10 unidades, que são condensadas para formar uma corrente 
de água limpa. O produto de fundo do último evaporador contém 5% de sal. Se 30.000 kg/h de água do 
mar forem alimentados no processo, calcule a fração de água limpa produzida e a porcentagem de sal no 
produto de fundo do quarto evaporador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
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Balanço de massa envolvendo reciclo, purga e desvio 
 
1. Uma coluna de destilação separa 10.000 kg/h de uma mistura de benzeno-tolueno 50%-50%. O produto 
recuperado no condensador, no topo da coluna, contém 95% de benzeno, e a cauda contém 96% de 
tolueno. A corrente de vapor que entra no condensador pelo topo da coluna registra 8.000 kg/h. Uma 
parte do produto é retornada à coluna como refluxo, e o restante são recolhidos para uso industrial. 
Suponha que as composições das correntes no topo da coluna (V), do produto recolhido (D), e do refluxo 
(R) sejam idênticas. Encontre a razão R/D. 
 
2. A alimentação fresca de um processo de preparação de soda (NaOH) em escamas, que é usada em lares 
para desentupir ralos, corresponde a 10.000 lb/h de uma solução aquosa 40% de NaOH. A alimentação 
fresca é combinada com o filtrado reciclado do cristalizador e alimentada para o evaporador, onde a água 
é removida para produzir uma solução de 50% de NaOH que, por sua vez, alimenta o cristalizador. O 
cristalizador produz uma torta de filtração que contém 95% de cristais de NaOH e 5% de uma solução 
que consiste em 45% de NaOH. 
a. Desenhe o fluxograma do processo e rotule todas as correntes; 
b. Determine a taxa de escoamento da água removida pelo evaporador e a taxa de reciclo desse processo; 
c. Considere a mesma taxa de produção de NaOH em escamas, porém o filtrado não é reciclado. Qual 
seria então a taxa total de alimentação de 40% de NaOH? Considere que a corrente de saída do 
evaporador ainda contém 50% de NaOH. 
 
3. Água do mar deve ser dessalinizada por osmose reversa. Para uma taxa de alimentação de 1000 lb/h de 
água do mar contendo 3,1% de sal (em peso) é produzido água dessalinizada com apenas 500 ppm de sal 
e o rejeito de salmoura contendo 5,25% de sal. Parte do rejeito de salmoura é reciclada e a corrente de 
entrada na célula de osmose reversa contém 4,0% de sal. Pede-se: 
a. A taxa de remoção da salmoura residual; 
b. A taxa de produção de água dessalinizada (chamada de água potável); 
c. A quantidade de salmoura que sai da célula de osmose reversa (que atua, em essência, como um 
separador) e que é reciclada. 
 
4. Na seção de preparo de carga de uma indústria produtora de gasolina, isopentano é removido de uma 
gasolina isenta de butano. Considere, para simplificar, que o processo e seus componentes são os 
mostrados na figura abaixo. Qual é a fração de gasolina isenta de butano que é percolada pela torre de 
isopentano? 
 
 
 
Debutanizador 
Torre de isopentano 
Corrente secundária de isopentano (S) 
i-C5H12 
Para a planta de 
gasolina natural (P) 
 
90% n-C5H12 
10% i-C5H12 
80% n-C5H12 
20% i-C5H12 
Carga isenta 
de butano (F) 100 kg 
(x) 
(1) 
(2) n-C5H12 
 
Lista 3 
	
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5. O suco de laranja integral contém 12% em massa de sólidos, sendo o restante de água, enquanto que o 
suco de laranja concentrado contém 42% em massa de sólidos. Inicialmente, usava-se um processo de 
evaporação simples para a concentração, mas os constituintes voláteis do suco escapam com o vapor de 
água, deixando o concentrado sem gosto. O processo atual resolve o problema desviando uma fração do 
suco integral do evaporador. O suco que entra no evaporador é concentrado até 58% de sólidos e o 
produto é depois misturado com o suco integral desviado para atingir a concentração de sólidos desejada. 
a. Desenhe e rotule o fluxograma do processo, desprezando a vaporização de qualquer coisa que não seja 
água. Prove primeiro que o subsistema contendo o ponto onde a corrente de desvio se separa da 
corrente de alimentação tem um grau de liberdade. Faça depois a análise dos graus de liberdade para o 
sistema global, o evaporador e o ponto de mistura do produto do evaporador com a corrente desviada, 
e escreva em ordem as equações que você usaria para determinar as incógnitas. Em cada equação, 
marque a variável para a qual você resolveria. 
b. Calcule a quantidade de produto (concentrado 42%) produzido por cada 100 kg de suco integral que 
alimentam o processo e a fração da alimentação que é desviada do evaporador. 
c. A maior parte dos ingredientes voláteis que dão sabor estão contidos no suco integral que se desvia do 
evaporador. Você pode obter mais destes ingredientes evaporando (digamos) até 90% de sólidos em 
vez de 58%; você pode então desviar uma fração maior de suco integral e obter assim um produto de 
melhor sabor. Sugira possíveis desvantagens desta proposta. 
 
6. Na produção de óleo de soja, grãos de soja contendo 13% em massa de óleo e 87% de sólidos são moídos 
e vertidos em um tanque agitado (extrator), junto com uma corrente reciclada de n-hexano líquido. A 
razão de alimentação é de 3 kg de hexano/kg de grãos moídos. Os grãos moídos são suspensos no líquido, 
e praticamente todo o óleo nos grãos é extraído pelo hexano. O efluente do extrator passa para um filtro. 
A torta do filtro contém 75% em massa de sólidos e o resto é óleo e hexano, na mesma razão com que 
saem do extrator. A torta de filtro é descartada e o filtrado líquido é vertido em um evaporador, no qual 
o hexano é vaporizado e o óleo permanece como líquido. O óleo é armazenado em tambores e 
comercializado. O vapor de hexano é subsequentemente esfriado e condensado, e o hexano líquido é 
reciclado para o extrator. 
a. Desenhe e rotule o fluxograma do processo, faça uma análise dos graus de liberdade e escreva em uma 
ordem eficiente as equações que você resolveria para determinar todas as incógnitas, indicando as 
variáveis para as quais você resolveria as equações. 
b. Calcule o rendimento de óleo de soja (kg óleo/kg grãos fornecidos), a alimentação virgem de hexano 
requerida (kg C6H14)/kg grãos fornecidos), e a razão do reciclo para a alimentação virgem (kg de 
C6H14/kg alimentação virgem). 
c. Foi sugerida a adição de um trocador de calor ao processo. Esta unidade consistiria em um feixe de 
tubos metálicos paralelos contidos em uma carcaça. O filtrado líquido passaria do filtro para o interior 
dos tubos e depois para o evaporador. O vapor de hexano quente, no seu caminho do evaporador para 
o extrator, passaria pela carcaça e por entre os tubos, aquecendo o filtrado. De que forma a inclusão 
desta unidade levaria a uma redução nos custos operacionais do processo? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
 9 
 
 
Balanço de massa com reação química 
 
1. Amônia sofre combustão para formar ácido nítrico através da seguinte reação: 
4NH3 + 5O2 D 4NO + 6H2O. Calcule as seguintes quantidades: 
a. Mol de NO produzido por mol de O2 reagido; 
b. O fluxo molar de oxigênio correspondente a uma alimentação de NH3 de 50 lb/h, se os reagentes são 
alimentados em proporções estequiométricas; 
c. A massa de NO produzida se 200 kg de amônia e 200 kg de oxigênio reagem e a reação é completa. 
 
2. Etano équeimado com oxigênio para formar dióxido de carbono e água. 100 moles/h de cada reagente 
são alimentados em um forno. Determine: 
a. A razão estequiométrica entre oxigênio e o etano; 
b. O reagente limitante; 
c. A porcentagem em que o outro está em excesso. 
 
3. A reação entre etileno é ácido bromídrico para formar etil-bromato acontece num reator contínuo. A 
corrente de produto é analisada e encontra-se que contém 50% em moles de C2H5Br e 33,3% em moles 
de HBr. A alimentação contém somente etileno e ácido bromídrico. Calcule a fração de conversão do 
reagente limitante e a porcentagem em excesso do outro. 
 
4. As reações de obtenção do cloreto de alila são descritas abaixo: 
Cl2 (g) + C3H6 (g) " C3H5Cl (g) + HCl (g) 
Cl2 (g) + C3H6 (g) " C3H6Cl2 (g) 
 
C3H6 é o propileno (propeno) (MM = 42,08) 
C3H5Cl é o cloreto de alila (3-cloropropeno) (MM = 76,53) 
C3H6Cl2 é o cloreto de propileno (1,2-dicloropropano) (MM = 112,99) 
 
As espécies recuperadas após as reações ocorreram por um certo período de tempo e estão listadas na 
tabela abaixo. 
 
Espécie g mol 
Cl2 141,0 
C3H6 651,0 
C3H5Cl 4,6 
C3H6Cl2 24,5 
HCl 4,6 
 
Baseando-se nessa distribuição de produtos e admitindo que não havia cloreto de alila na alimentação do 
reator, calcule o seguinte: 
a. Quanto foi alimentado de Cl2 e C3H6 ao reator em g mol? 
b. Qual é o reagente limitante? 
c. Qual é o reagente em excesso? 
d. Qual é a conversão fracionária de C3H6 em C3H5Cl? 
e. Qual é a seletividade de C3H5Cl em relação a C3H6Cl2? 
f. Qual é o rendimento em C3H5Cl expresso em g de C3H5Cl por g de C3H6 alimentado no reator? 
g. Qual é a extensão de reação para a primeira e para a segunda reação? 
 
Lista 4 
	
 10 
 
5. A cloração de metano ocorre de acordo com a seguinte reação 
 
CH4 + Cl2 " CH3Cl + HCl 
 
Pede-se que você determine a composição do produto, sabendo que a conversão do reagente limitante 
é de 67% e que a composição da alimentação em % molar corresponde a 40% CH4, 50% Cl2 e 10% N2. 
Resolver tanto por extensão de reação quanto por balanço atômico. 
 
6. Um biorreator é um vaso no qual uma conversão biológica ocorre envolvendo enzimas, microrganismos 
e/ou células animais ou vegetais. Na fermentação anaeróbica de cereais, a levedura Saccharomyces cerevisiae 
digere glicose (C6H12O6) proveniente dos grãos para formar etanol (C2H5OH) e ácido propenóico 
(C2H3CO2H) pelas seguintes reações globais: 
 
Reação 1: C6H12O6 " 2 C2H5OH + 2CO2 
Reação 2: C6H12O6 " 2 C2H3CO2H + 2H2O 
 
Em um processo batelada, o fermentador é carregado com 4000 kg de uma solução de glicose a 12% em 
água. Após a fermentação, 120 kg de CO2 foram produzidos, permanecendo no mosto 90 kg de glicose 
não convertida. Quais são as porcentagenes (em massa) de etanol e ácido propenóico existentes no mosto 
ao final do processo de fermentação? Admita que não houvesse assimilação de glicose pela levedura. 
 
7. Ciclohexano (C6H12) pode ser produzido pela reação de benzeno (C6H6) com hidrogênio. Determine a 
razão entre a corrente de reciclo e a corrente de alimentação fresca, se a conversão global do benzeno 
for de 95% e a conversão para uma única passagem for de 20%. Considere que um excesso de 20% de 
hidrogênio seja usado na alimentação fresca e que a composição molar da corrente de reciclo seja 22,74% 
de benzeno e 77,26% de hidrogênio. 
 
8. Ácido acético (HAc) pode ser gerado pela adição de 10% de excesso de ácido sulfúrico a acetato de cálcio 
(Ca(Ac)2). A reação: 
 
Ca(Ac)2 + H2SO4 " CaSO4 + 2HAc 
 
é 90% completa em uma única passagem pelo reator. O Ca(Ac)2 não usado é separado dos produtos da 
reação e reciclado. O HAc é separado dos produtos restantes. Encontre a quantidade de reciclo por hora, 
baseado em 1000 kg de alimentação de Ca(Ac)2 por hora. Calcule também quantos quilos de HAc são 
fabricados por horas. 
 
 
 
9. Metanol é produzido pela reação de CO com H2. A porção de metanol que deixa o reator é condensada, 
e o CO e H2 não consumidos além do metanol não condensado são reciclados. A vazão de saída do reator 
é de 275 mol/min e contém 22,7% de H2, 33% de CO e 44,3% de metanol (em base molar). A fração 
molar do metano na corrente de reciclo é de 0,4%. 
a. Desenhe e rotule o fluxograma do processo. Faça uma análise dos graus de liberdade. 
b. Calcule a vazão molar de CO e H2 na alimentação fresca. 
c. Calcule a taxa de produção do metanol. 
	
 11 
 
10. Metanol é produzido pela reação do dióxido de carbono e hidrogênio. A alimentação fresca do processo 
contém hidrogênio, dióxido de carbono e 0,4% mol de inerte (I). A saída do reator alimenta um 
separador que remove essencialmente todo o metanol e água formados, mas nenhum reagente ou inertes. 
Os reagentes não consumidos e inerte são reciclados ao reator. Para evitar acúmulo de inertes no sistema, 
uma corrente de purga é adicionada a corrente de reciclo. A alimentação ao reator contém 28% mol de 
CO2, 70% mol H2, e 2% mol I. A conversão no reator (em uma única passagem) é 60%. Pede-se: 
a. Desenhar e rotular o fluxograma do processo. Realizar a análise dos graus de liberdade. 
b. Calcula as vazões molares e as composições molares da alimentação fresca, da alimentação do reator, 
da corrente de reciclo, e da corrente de purga para produção de 155 mol/h de metanol. 
 
11. 120 kmol de propano são alimentados em uma fornalha juntamente com 4284 kmol de ar. O propano 
não sofre combustão total, portanto apenas parte deste é transformada em CO e CO2. Se possível, calcule 
a porcentagem de ar em excesso fornecida à fornalha a partir dos dados fornecidos. Se forem necessárias 
informações adicionais, faça então as hipóteses necessárias para resolução do problema. 
 
12. Metanol líquido é alimentado a um aquecedor de ambiente, a uma taxa de 10 litros/h e é queimado com 
excesso de ar. O produto gasoso é analisado e as seguintes porcentagens molares em base seca são 
determinadas: CH3OH = 0,84%; CO2 = 7,10%; CO = 2,40%. 
a. Calcule a conversão do metanol, a porcentagem de ar em excesso alimentado e a quantidade de água 
(mols/h) no produto; 
b. Suponha que os produtos da combustão são liberados diretamente para o ambiente onde está instalado 
o equipamento. Que problemas você pode identificar com o processo e qual a solução que pode ser 
proposta? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
 12 
 
 
Sistemas monofásicos 
 
1. Os gases reais exibem desvios em relação às leis dos gases ideais (gases perfeitos). Como base nas 
suposições adotadas para descrever o comportamento ideal de um gás discorra sobre os fenômenos que 
causam estes desvios do comportamento ideal. 
 
2. Estime o volume molar do CO2, a 500 K e 100 atm, admitindo que o gás se comporte como um gás de 
van der Waals. 
 
3. Determine o volume molar do n-butano a 510 K e 25 bar, através dos seguintes procedimentos: 
a. Equação do gás ideal; 
b. Equação do fator de compressibilidade. 
 
4. Qual pressão é gerada quando 1 lbmol de metano é armazenado em um volume de 2 ft3 a 122 ºF? Tome 
como base para os cálculos cada uma das seguintes opções: 
a. Equação do gás ideal; 
b. Equação de Redlich-Kwong; 
 
5. Calcule a pressão de vapor da água a uma temperatura de 500 ºC e uma densidade de 24 kg/m3, usando: 
a. A equação do gás ideal; 
b. A equação de van der Waals; 
c. Equação de Redlich-Kwong; 
d. O fator de compressibilidade; 
e. A tabela de vapor. 
 
6. Um gás a 250 K e 12 atm tem o volume molar 12% menor do que o calculado pela lei dos gases ideais. 
Calcule (a) o fator de compressibilidade nestas condições e (b) o volume molar do gás. Que forças são 
dominantes no gás, as atrativas ou as repulsivas? 
 
7. Um gás a 350 K e 12 atm tem o volume molar 12% maior do que o calculado pela lei dos gases ideais. 
Calcule (a) o fator de compressibilidade nestas condições e (b) o volume molar do gás. Que forças são 
dominantes no gás, as atrativas ou as repulsivas? 
 
8. Num processo industrial, o nitrogênio é aquecido a 500 K num vaso de volume constante igual a 1 m3. 
O gás entra no vaso a 300 K e 100atm. A massa do gás é 92,4 kg. Use a equação de van der Waals para 
determinar a pressão aproximada do gás na temperatura de operação aproximada do gás na temperatura 
de operação de 500 K. Para o nitrogênio, a = 1,408 L2 atm mol-2 e b = 3,91x10-2 L mol-1. 
 
9. Os cilindros de gás comprimido são cheios, nos casos comuns, até a pressão de 200 bar. Qual seria o 
volume molar do oxigênio, nesta pressão e a 25 ºC, com base na equação (a) dos gases perfeitos e (b) de 
van der Waals? Para o oxigênio, a = 1,364 L2 atm mol-2 e b = 3,19x10-2 L mol-1. 
 
10. Um tanque cilíndrico contendo 4,0 kg de gás monóxido de carbono a –50 ºC possui um diâmetro interno 
de 0,2 m e um comprimento de 1 m. Determine a pressão, em bar, exercida pelo gás usando (a) a 
equação de estado de gás ideal e (b) a equação de estado de van der Waals. Compare os resultados 
obtidos. 
Propriedades críticas: PC = 34,5 (atm); TC = 133,0 (K); = 93 (cm3/g mol) Cv
!
 
Lista 5 
	
 13 
11. Amônia a 100ºC e 150 kPa é queimada com 20% de excesso de O2 
 
4NH3 + 5O2 " 4NO + 6H2O 
A reação é 80% completa. O NO é separado da amônia e água, sendo NH3 reciclada, conforme mostrado 
na figura abaixo. Calcule o volume em m3 de NH3 reciclada a 150ºC e 150KPa por m3 de NH3 alimentada 
a 100ºC e 150 kPa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
 14 
 
 
Sistemas multifásicos 
 
1. Determine a solubilidade molar (a solubilidade em moles por litro) do oxigênio em água a 25 ºC e sob a 
pressão parcial de 160 torr, que é a pressão parcial do oxigênio na atmosfera ao nível do mar. 
 
2. Ensaios de laboratório revelam que a solubilidade do dióxido de carbono, em termos de fração molar, em 
um hidrocarboneto não volátil, é igual a 5x10-3 a 105 Pa e 330 K. Calcule a solubilidade do dióxido de 
carbono nesse hidrocarboneto a 5x106 Pa e 330 K. Admita que a fase vapor se comporte como gás ideal e 
que a Constante de Henry independa da pressão. 
 
3. As pressões de vapor de cada componente nas soluções de propanona (acetona, A) e tricolorometano 
(clorofórmio, C) foram medidas a 35 ºC e os resultados obtidos são os seguintes: 
 
xC 0,0 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 
pC (torr) 0 35 82 142 200 273 
pA (torr) 347 250 175 92 37 0 
 
Verifique que as soluções se comportam de acordo com a lei de Raoult para o componente que estiver em 
grande excesso e de acordo com a lei de Henry para o componente minoritário. Ache as constantes da lei 
de Henry. 
 
4. Uma solução líquida, contendo 30% molar de n-pentano (1) e 70% molar de n-heptano (2), encontra-se 
em equilíbrio de fases com o seu vapor a 50 oC. 
 
a. Calcule o fator Ki = yi/xi para os dois componentes nas condições acima, em que yi = fração molar do 
componente i na fase vapor, e xi = fração molar do componente i na fase líquida. Admita que a solução 
líquida seja ideal e que a pressão do sistema seja suficientemente baixa para que sejam desprezadas 
correções nas fases líquida e vapor. As pressões de vapor são dadas pelas expressões abaixo, nas quais 
p*i encontra-se expressa em kPa e T em K: 
 
n-pentano: ln (p*1) = 13,8183 – 2.477,07 / (T – 39,94) 
n-heptano: ln (p*2) = 13,8587 – 2.911,32 / (T – 56,51) 
 
b. Discuta a pertinência da hipótese de solução líquida ideal admitida em no item (a). 
 
5. Considere uma mistura binária de n-hexano (1) e n-heptano (2), que está em equilíbrio na temperatura de 
60 oC. Análises da composição na fase líquida revelam que x1 = x2 = 0,5. Sabendo-se que determinações 
experimentais são onerosas no aspecto custo-tempo, e algumas vezes não são possíveis, responda as 
seguintes questões: 
a. Que informação seria necessário para calcular a pressão que seria lida no manômetro, sem que haja 
necessidade de medidas experimentais? 
b. Como poderia ser conhecida a composição da fase vapor? 
 
6. Considerando a mistura do problema anterior e que a composição da fase líquida em equilíbrio é mais uma 
vez x1 = x2 = 0,5; mas a pressão de 300 mmHg. Quais seriam a temperatura do sistema e a composição da 
fase vapor, mais uma vez sem que haja necessidade de determinação experimental? 
 
 
Lista 6 
	
 15 
7. Considere a mistura dos problemas anteriores, e que mais uma vez a temperatura é de 60 oC. Conhecendo 
a composição da fase vapor (y1 = 0,731 e y2 = 0,269), pede-se: 
a. Qual é a pressão total do sistema? 
b. Qual é a composição da fase líquida? 
 
8. Assumindo agora que a pressão e as composições da fase vapor estejam especificadas (p = 300 mmHg; y1 
= 0,738; y2 = 0,262), deseja-se saber: 
a. A temperatura na qual a primeira gota aparecerá. 
b. A composição da gota. 
 
Dados: 
• Constantes da Equação de Antoine: 
Composto A B C Faixa de T (K) 
n-hexano 15,8366 2697,55 -48,78 245 - 370 
n-heptano 15,8737 2911,32 -56,71 270 - 400 
 
9. Considere um sistema líquido contendo 30% de n-pentano (1), 30% de ciclohexano (2), 20% de n-
hexano (3) e 20% de n-heptano (4), a 1 bar. 
a. Determine a temperatura na qual a primeira bolha de vapor é formada. Qual é a composição do 
vapor? 
b. Determine a temperatura na qual a primeira gota de líquido se condensa. Qual é a composição do 
líquido? 
c. A partir dos resultados obtidos, comente sobre a facilidade (ou dificuldade) em separar por destilação 
os componentes n-pentano e n-heptano. 
 
Dados: 
• Constantes da Equação de Antoine: 
 
Componentes n-C5H12 C6H12 n- C6H14 n-C7H16 
Ai 9,2131 9,1325 9,2164 9,2535 
Bi 2477,07 2766,63 2697,55 2911,32 
Ci -39,94 -50,50 -48,78 -56,51 
 
10. Os seguintes dados de temperatura e composição foram obtidos para o equilíbrio líquido-vapor de 
soluções de octano (O) e metilbenzeno (M), a 760 torr. A fração molar da solução líquida é x e no vapor 
em equilíbrio é y. 
 
T 
(oC) 
110,9 112,0 114,0 115,8 117,3 119,0 121,1 123,0 
xM 0,908 0,795 0,615 0,527 0,408 0,300 0,203 0,097 
yM 0,923 0,836 0,698 0,624 0,527 0,410 0,297 0,164 
 
O ponto de ebulição do metilbenzeno é 110,6 oC e do octano, 125,6 oC. Plote o diagrama da temperatura 
contra a composição do sistema. Qual a composição do vapor em equilíbrio com a solução líquida que 
tem (a) xM = 0,25 e (b) xO = 0,25? 
 
11. Propõe-se a separação de uma mistura equimolar de acetona e clorofórmio por meio da operação unitária 
de destilação clássica (separação dos constituintes da mistura em duas correntes: topo e fundo da coluna). 
Para realizar tal estudo, foram obtidos dados de equilíbrio para o sistema na temperatura de 50 ºC 
i
i
i
*
i CT
B
Apln
+
-=
[ ]
[ ] i
i
i
*
i CKT
B
Abarpln
+
-=
	
 16 
(considerada a temperatura média da coluna de destilação), tendo-se obtido os resultados mostrados 
abaixo. Pede-se: 
a. Representação do diagrama p versus x e pversus y; 
b. Análise do comportamento da mistura de acetona e clorofórmio quando comparada à Lei de Raoult; 
c. Análise da possibilidade de realização da operação unitária supramencionada. 
 
Dados/Informações Adicionais: 
 
Planilha dos dados de ELV para o sistema acetona (1) + clorofórmio (2) à temperatura de 50 ºC. 
p (kPa) x y 
69,38 0,000 0,000 
66,11 0,104 0,066 
63,07 0,198 0,153 
61,25 0,298 0,269 
60,60 0,401 0,414 
62,01 0,502 0,562 
64,53 0,591 0,676 
68,29 0,695 0,793 
72,75 0,797 0,879 
77,13 0,865 0,946 
81,75 1,000 1,000 
 
• Constantes da Equação de Antoine: ln p* = A – B/(T + C), p* em mmHg e T em K 
 
Composto Ai Bi Ci 
Acetona 16,6513 2940,46 -35,93 
Clorofórmio 15,9732 2696,79 -46,16 
• Pressão de vapor para misturas líquidas – Lei de Raoult: P = ∑ (p*i xi) em que p*i é a pressão de vapor 
do constituinte i na temperatura de operação, e xi é a fração molar de i na fase líquida. 
• Composição do vapor – Lei de Dalton: pi = p*ix em que pi é a pressão parcial de um dado constituinte 
na fase gasosa. A fração molar da fase gasosa é dada por: yi = pi/P em que yi é a fração molar da fase 
gasosa. 
• Coeficiente de distribuição: Ki = yi/xi 
• Volatilidade relativa: aij = Ki/Kj em que aij é a volatilidade relativa. 
 
12. O 1-butanol e o clorobenzeno formam um sistema onde existe um azeotropo de mínimo. As frações 
molares do 1-butanolnas fases líquida (x) e vapor (y), em equilíbrio a 1 atm, em diferentes temperaturas, 
são apresentados na tabela a seguir (H. Artigas, C. Lafuente, P. Cea, F. M. Royo e J. S. Urieta, J. Chem. 
Eng. Data 42, 132 (1997)). O ponto de ebulição do clorobenzeno puro é 404,86 K. Pede-se: 
a. Com os dados da tabela, construa a parte do diagrama de fases na região rica em clorobenzeno. 
b. Estime a temperatura do início da ebulição de uma solução com a fração molar de 0,300 no butanol. 
c. Dê as composições e abundâncias relativas das duas fases presentes, a 393,94 K, resultantes do 
aquecimento de uma solução que inicialmente tinha uma fração molar de 1-butanol igual a 0,300. 
d. Explique, em termos de interações moleculares, por que a solução entre 1-butanol e clorobenzeno 
forma um azeotrópo de mínimo. 
 
13. Uma corrente de alimentação de um líquido comprimido, que contém uma mistura equimolar de n-
heptano e n-hexano, flui na vazão F para dentro de uma unidade flash. No estado estacionário, 33,3% do 
fluxo de alimentação são vaporizados e saem do tanque como um fluxo de vapor, com vazão V. O restante 
sai como líquido, com vazão L. Se a temperatura de flash é 20 oC, qual é a pressão necessária? Quais são 
as composições dos fluxos de saída do líquido e do vapor? 
	
 17 
ESTRATÉGIA	PARA	RESOLUÇÃO	DE	PROBLEMAS	DE	BALANÇO	DE	
ENERGIA	
 
1. Escolha o sistema, identifique suas fronteiras e então decida se o sistema é aberto ou fechado. Escreva 
a sua decisão sobre essa questão. Altere-a no caso de sua decisão original mostrar-se fraca. 
 
2. Decida se o sistema está em estado estacionário ou em estado transiente. Anote sua decisão. 
 
3. Escreva o balanço de energia para o sistema (um para cada sistema, se você estiver tratando de 
múltiplos sistemas), juntamente com outras equações pertinentes. 
 
4. Simplifique o balanço de energia tanto quanto possível, usando informações do enunciado do 
problema e hipóteses razoáveis baseadas na sua compreensão acerca do processo. 
 
5. Faça uma análise de graus de liberdade incluindo o balanço de energia como uma nova equação (isso 
poderá demandar a inclusão simultânea de mais de uma nova variável), além dos balanços de massa. 
 
6. Escolha o estado de referência para os cálculos de propriedades através (normalmente) da 
especificação de temperatura e pressão, embora outras coordenadas possam ser usadas em substituição. 
 
7. Baseando-se no estado de referência escolhido, obtenha as propriedades físicas necessárias (T, p,
) e acrescente os valores destas aos dados no esboço do processo. Certifique-se de incluir as 
mudanças de fase. 
 
8. Resolva o balanço de energia isoladamente ou em conjunto com os balanços materiais. 
 
TABELAS E DIAGRAMS PARA OBTENÇÃO DE VALORES DE ENTALPIA 
 
1. Os valores de entalpia são sempre relativos a algum estado de referência. 
 
2. Tabelas de vapor incluem dados de transição de fase e efeitos de pressão nas entalpias. 
 
3. Na região de coexistência de duas fases só estarão listados os valores para líquido saturado e vapor 
saturado. Você terá que interpolar entre esses valores de líquido saturado e vapor saturado para obter 
propriedades de mistura de vapor com líquido. 
 
4. Para líquidos comprimidos (sub-resfriados), você poderá usar valores de propriedades de líquido saturado 
na mesma temperatura com boa aproximação. 
 
V̂,Û,Ĥ 
	
 18 
 
 
Balanço de energia: conceitos fundamentais e 1ª Lei da Termodinâmica 
 
1. Um gás é contido em um cilindro dotado de um pistão que pode se mover sem atrito. Um peso colocado 
sobre o pistão garante uma pressão total exercida sobre o gás de 200 kPa. Inicialmente, o gás ocupa o 
volume de 0,02 m3, quando calor na quantidade de 25 kJ é fornecido ao gás, aquecendo-o e fazendo-o 
expandir até o volume de 0,05 m3 à pressão constante (o peso é mantido sobre o pistão). Calcule: 
a. O trabalho exercido pelo gás sobre as vizinhanças; 
b. A variação de energia interna do sistema. 
 
2. Calcule a energia liberada quando uma garrafa plástica de 2 litros contém ar a 300 K e 11,5 bar de pressão 
manométrica explode. 
 
3. Um quilograma de vapor com um título de 20% é aquecido a uma pressão constante de 200 kPa até a 
temperatura de alcance 400 ºC. Calcule o trabalho realizado pelo vapor usando tabelas de vapor. 
 
4. Um cilindro de 110 mm de diâmetro contém 100 cm3 de água a 60 ºC. Um pistão de 50 kg está posicionado 
sobre a água. Se for aquecido até que a temperatura alcance 200 ºC calcule o trabalho realizado usando as 
tabelas de vapor. 
 
5. Uma massa de 100 kg cai 3 m, resultando no aumento de volume de um cilindro de 0,002 m3. O peso W 
e o pistão mantêm uma pressão manométrica constante de 100 kPa. Determine o trabalho realizado pelo 
gás no meio. Desconsidere o atrito. 
 
 
 
6. Um volume rígido fechado contém 6 ft3 de vapor inicialmente a uma pressão de 400 psia e a uma 
temperatura de 900 ºF. Estime a temperatura final se 800 Btu são adicionados por calor. 
 
7. Um pistão sem atrito é usado para manter uma pressão constante de 400 kPa em um cilindro contendo 
vapor inicialmente a 200 ºC com volume de 2 m3. Calcule a temperatura final se 3.500 kJ de calor são 
fornecidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista 7 
	
 19 
 
 
Balanço de energia em sistemas abertos e sistemas fechados 
Balanço de energia em dispositivos e equipamentos 
 
1. Água quente (80 oC) de uma chaleira e usada para encher uma xicara perfeitamente isolada com isopor. 
Aplique a equação geral a xicara para calcular a temperatura fina da água dentro dela. 
 
2. Um cilindro com um pistão contem 3 kg de água a 20 oC e 10 bar. Fornecendo calor, a água aquece, 
ferve, transforma-se em vapor, e o pistão se move até a temperatura atingir 300 oC; todo o processo e 
conduzido a 10 bar. Para esses 3 kg de fluido (despreze o calor necessário para aquecer o metal do 
cilindro e do pistão), calcule: 
a. A variação de energia interna; 
b. Quanto trabalho foi realizado pelo fluido; 
c. Quanto calor o fluido recebeu. 
 
3. O gás argônio ocupa uma câmara isolada de deposição a plasma com volume de 2 L. O gás deverá ser 
aquecido por uma resistência elétrica existente na câmara. O argônio está inicialmente a 1,5 Pa e 300 K, 
podendo ser considerado um gás ideal. A resistência elétrica de 1000 ohm recebe corrente a 40 V por 
cinco minutos (i.e., trabalho de 480 J é realizado sobre o sistema pelas suas vizinhanças). Quais são os 
valores da temperatura e da pressão finais do gás na câmara? A massa do aquecedor é de 12 g e sua 
capacidade calorífica é 0,35 J/gK. Admita que, nessa baixa pressão e nesse curto intervalo de tempo, a 
transferência de calor do gás através das paredes da câmara possa ser considerada desprezível. 
 
4. Um duto de transporte de água que recebe calor a uma taxa de 2,5 kJ/s é agitado recebendo, do agitador, 
1,5 kJ de trabalho para cada 1 kg de água transportada. Se o sistema for considerado em estado 
estacionário, determinar a temperatura da água na saída do duto se a entrada estiver a 50ºC. 
 
Dados/Desenho esquemático: 
 
 
 
5. Água está sendo bombeada do fundo de um poço, com 15 ft de profundidade, a uma taxa de 200 gal/h, 
para um reservatório ventilado, objetivando-se manter um nível de água no tanque 165 ft acima do chão. 
Para impedir o congelamento no inverno, um pequeno aquecedor fornece 30.000 Btu/h à água durante 
sua transferência do poço para o reservatório. O sistema global perde calor a uma taxa constante de 
25.000 Btu/h. Qual a temperatura da água ao entrar no reservatório, sabendo-se que a água no poço 
tem uma temperatura de 35ºF? É usada uma bomba de 2 hp para bombear a água. Cerca de 55% da 
potência da bomba são efetivos para o bombeamento, e o restante é dissipado, sob a forma de calor, para 
a atmosfera. 
 
 
Lista 8 
	
 20 
6. Um tanque de 10 m3 está aberto em um ambiente a 20 oC e 1 bar. Então conectamos sua entrada a um 
compressor, o ligamos, e o ar começa a ser bombeado para o tanque. Esse compressor opera 
isotermicamente. Calcule:a. O mínimo trabalho necessário para comprimir o tanque a 10 bar; 
b. O calor trocado no compressor. 
 
7. Abrimos para a atmosfera a válvula de um tanque isolado, até então sob vácuo. O ar entra e as pressões 
se igualam. A válvula e então rapidamente fechada. Qual a temperatura do gás no tanque se a atmosfera 
adjacente está a 27 oC e 1 bar? 
 
8. O vapor d’água entra em um bocal que opera em regime permanente com p1 = 40 bar, T1 = 400 oC e 
uma velocidade de 10 m/s. O vapor escoa através de um bocal sem transferência de calor e nenhuma 
variação significativa de energia potencial. Na saída, p2 = 15 bar e a velocidade é de 665 m/s. A vazão 
mássica é de 2 kg/s. Determine a área de saída do bocal em m2. 
 
9. Ar deverá ser comprimido das condições ambientes (pressão de 100 kPa e temperatura de 300 K) para 
a pressão de descarga de 1 MPa e temperatura 320 K. Se a vazão mássica do ar é de 10.000 kg/h e a 
tubulação de descarga do compressor é de 75 mm, calcule a potência fornecida pelo compressor. 
 
10. Uma turbina, acionada a vapor d’água, opera adiabaticamente com uma potência de 3.000 kW. O vapor 
que aciona a turbina com uma velocidade de 60 m/s é disponível a 2 MPa e 600 K e é descarregado 
saturado à pressão de 200 kPa e com uma velocidade de 300 m/s. Calcule a vazão mássica de vapor 
d’água através da turbina. 
 
11. Água disponível a 1.400 kPa e 450 K passa através de uma válvula de estrangulamento em que é mantida 
na saída a pressão constante de 140 kPa. Estime a temperatura na saída da válvula e a % em massa de 
água que se vaporiza. 
 
12. Vapor d’água superaquecido a uma pressão de 200 bar, a uma temperatura de 50 ºC e uma vazão de 10 
kg/s, será levado a um estado de vapor saturado a 100 bar em um aquecedor de água de abastecimento 
aberto. Este processo é realizado misturando-se esse fluxo com um fluxo de água líquida a 20 ºC e 100 
bar. Qual a vazão necessária para o fluxo líquido? 
 
 
 
13. No processo de recuperação do ácido glucônico proveniente de uma fermentação, o caldo de 
fermentação concentrado que contém 20% (p/p) do ácido de glucônico é resfriado em um trocado de 
calor antes de cristalização. 2.000 kg/h do líquido que deixa o evaporador à 90ºC deve ser resfriado a 
6ºC. O resfriamento é alcançado através da troca de calor com 2.700 kg/h de água inicialmente a 2ºC. 
Se a temperatura final da água de resfriamento é 50ºC, qual é a taxa de perda de calor da solução de ácido 
glucônico ácida para a vizinhança? Assuma a capacidade calorífica do ácido de glucônico é 0,35 cal/g׺C. 
 
	
 21 
14. Uma quantidade líquida de benzeno (B) e tolueno (T) contendo 60% em quantidade de matéria de 
benzeno, inicialmente a 30 0C, é aquecida à pressão de 101,325 kPa até a temperatura de 92 0C. A 
mistura é alimentada continuamente em um vaso, em que a mistura vapor formada (yB = 72%) é separada 
da mistura líquida residual (xB = 51%). Calcule a quantidade de calor a ser transferido à mistura por 
quilomol de carga. 
 
15. A carga de uma coluna de destilação que opera a pressão atmosférica é de 10 Mg/h de uma mistura 
líquida de benzeno (xB = 60%) – tolueno disponível a 35 0C. Antes de ser introduzida na torre, a carga 
é pré-aquecida pelo produto de fundo. O destilado contém 98,2% de benzeno e está saturado a 81 0C. 
A razão de refluxo é 3:1. O produto de fundo contém 3,2% de benzeno, sai da torre a 109 0C e é enviado 
para armazenamento a 50 0C. O condensador utiliza água de resfriamento que entra a 30 0C e sai a 50 
0C, enquanto que o refervedor usa vapor d’água disponível à pressão absoluta de 400,0 kPa. Calcule: 
a. Desenhe e rotule um diagrama de fluxo para este processo; 
b. Vazão mássica dos produtos de topo e de fundo; 
c. Carga térmica do condensador de topo; 
d. Carga térmica do refervedor; 
e. Carga térmica do pré-aquecedor; 
f. Consumo (vazão mássica) do vapor d’água e da água de resfriamento. 
 
16. Dado o fluxograma abaixo, calcule as vazões de água no condensador (W) e vapor no refervedor (S) em 
kg/h. Considere que Cp e DĤV não dependem da temperatura. 
 
Substância A B Água 
Cp,L (cal/g×0C) 1,5 3,0 1,0 
DĤV (cal/g) 85,0 65,0 540,0 
 
 
 
17. Uma corrente consistindo em uma mistura de benzeno (Bem) e tolueno (Tol) será separada em um 
processo de destilação. A corrente de alimentação (líquido saturado) corresponde a uma mistura 
equimolar com vazão mássica de 20.000 kg/h. Calcule os valores de vazão de destilado (D), vazão de 
produto de fundo (B), a carga térmica (calor removido pela água de resfriamento) n condensador (QC) e 
a carga térmica (calor fornecido pelo vapor de aquecimento) do refervedor (QR). A razão de refluxo de 
topo R/D é 0,40. A destilação ocorre a 1 atm. 
 
	
 22 
 
Os extremos das linhas tracejadas indicam composições de equilíbrio de fases líquido-vapor.