Avaliação Quimica dos Processos I

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Avaliação – Quimica dos Processos 
 
Questão 1 (3 pontos) – Explique a importância de se realizar os balanços de massa e energia em processos 
químicos industriais. 
 
Os balanços de massa e energia em processos químicos industriais são a primeira etapa na solução de um 
problema de engenharia química, seja ele simples ou complexo, a sua importância é que são processos 
fundamentais para compreensão dos sistemas ambientais, sendo possível estabelecer uma avaliação 
quantitativa do fluxo da matéria que está entrando e saindo do sistema. 
 
 
Questão 2 (3 pontos) - O que os termos sistema fechados e sistema aberto querem dizer? O que é um 
sistema adiabático? 
 
Pode-se dizer que o sistema fechado é quando não há transferência de massa através dos seus limites, 
porém pode haver transferência de energia, como por exemplo a garrafa térmica. Já o sistema aberto é 
quando ocorre a interação do sistema com o meio externo, havendo a troca de matéria e energia. 
 
O sistema adiabático é um sistema no qual não ocorre troca de energia e matéria com o ambiente. Isto 
significa que, quando o sistema realiza trabalho, o processo não torna as proximidades mais quentes ou 
mais frios. 
 
Questão 3 (3 pontos) - Óleo cru é bombeado a uma taxa de 18 kg/s de um poço a 270m de profundidade 
para um tanque de armazenamento a 16 metros de altura acima do solo. Calcule a energia potencial 
necessária para tal processo. 
 
 
 
Questão 4 (8 pontos) - Deseja-se gerar vapor a 250°C e 10,0 bar (1 MPa) misturando a descarga de uma 
turbina com vazão mássica de 200 kg/h de vapor saturado a 10,0 bar (1 MPa) com uma segunda corrente 
de vapor superaquecido a 300°C e 10,0 bar (1 Mpa). 
 
a) Se são gerados 300 kg/h da corrente de produto, quanto calor deve ser adicionado ao misturador? 
 
b) Se o processo de mistura é conduzido de forma adiabática, qual é a taxa de geração do vapor 
produto? 
 
 
 
 
 
Formulário: 
∆𝐻̇ + ∆𝐸̇ 𝑘 + ∆𝐸̇ 𝑝 = 𝑄̇ + 𝑊̇ 𝑠 
∆𝐻̇ = ∑𝑆𝑎í𝑑𝑎 𝑚 𝑖�̂�̇𝑖 − ∑𝐸̇𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑚 𝑖�̂�̇𝑖 
 
𝐸̇𝑘 = 
1 
𝑚 𝑢2 
2 
𝐸̇ 𝑝 = 𝑚 𝑔𝑧 
 
 
 
 
 
 
Questão 5 (3 pontos) Descreva sobre o processo da metalurgia extrativa, destacando as principais 
operações unitárias presentes no processo. 
 
Metalurgia Extrativa consiste na obtenção de metais a partir de fontes minerais, minérios, 
concentrados e/ou resíduos. A escolha das rotas extrativas é feita após a análise da natureza 
química, teor do material e a disponibilidade de fontes energéticas do processo. 
A Metalurgia Extrativa se divide em 3 processo que são os mais aplicados normalmente: 
 
• Pirometalurgia: consiste na utilização de altas temperaturas para alterar o metal 
quimicamente, em geral, reduzindo o metal livre. 
• Eletrometalurgia: consiste na utilização da eletrólise, que é uma corrente elétrica aplicada a 
uma solução que contém o metal. 
• Hidrometalurgia: consiste na utilização da lixiviação, que contém no tratamento do minério 
com soluções aquosas para dissolver e agredir os metais. 
 
 
Questão 6 (5 pontos) O aço é uma liga metálica de ferro purificado. Sua principal matéria-prima 
é o minério de ferro – que não é ferro puro. Descreva as principais etapas para obtenção do aço a 
partir do minério de ferro. 
São 4 principais etapas para obtenção do aço a partir do minério de ferro: 
 
1. Preparação: processos de junção do minério de ferro com cal e finos de coque, 
resultando no sínter. 
2. Redução: as matérias primas são carregadas para o alto forno ao oxigênio, que ao 
entrar em contato produz calor que funde a carga metálica, dando inicio a redução do 
minério de ferro em ferro-gusa. 
3. Refino: o ferro-gusa/sucata de ferro/ aço são transformados em aço liquido e ocorre 
a remoção de parte do carbono da gusa junto com as impurezas. 
4. Laminação: os laminadores transformam os semiacabados, lingotes e blocos em 
produtos siderúrgicos com variadas composições.