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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS
 
1. A seguinte equação empírica correlaciona os valores das variáveis em um 
sistema no qual partículas sólidas estão suspensas em uma corrente de gás: 
 
Tanto (µ/ρD) quanto (d
que expressa a taxa na qual uma determinada espécie química se transfere 
da corrente do gás à partícula sólida; e os 
constantes adimensionais obtidas ajustando dados experimentais cobrindo 
um amplo intervalo de valores para as variáveis da 
O valor de kg é um parâmetro necessário para o projeto de um reator 
catalítico. Já que este coeficiente é difícil de determinar diretamente, são 
medidos ou estimados valores para as outras variáveis, e kg é calculado 
pela correlação dada. Os valor
 
 Dp=5,00 mm 
 y=0,100 (adimensional)
 D=0,100 cm2/s 
 µ=1,00x10-5 N.s/m2 
 ρ=1,00x10-3 g/cm3 
 u=10,0 m/s 
 Qual o valor estimado de kg? (Dê o valor e as unidades). 
 
2. A 25°C, uma solução aquosa 
densidade relativa de 1, 2563. Precisa
que contenha 195,5 kg H
 
a) Calcule o volume necessário (L) da solução usando a densidade relativa 
dada. R: 445 L. 
 
b) Estime a porcentagem
relativas dos componentes puros (
para o cálculo em lugar da densidade relativa da mistura. 
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TECNOLOGIA EM PROCESSOS QUÍMICOS
DISCIPLINA: OPERAÇÕES UNITÁRIAS
 
Prof(a). Gracinda M. C. Silva
EXERCÍCIOS 
A seguinte equação empírica correlaciona os valores das variáveis em um 
sistema no qual partículas sólidas estão suspensas em uma corrente de gás: 
D) quanto (dpuρ/µ) são grupos adimensionais; kg é um coeficiente 
taxa na qual uma determinada espécie química se transfere 
da corrente do gás à partícula sólida; e os coeficientes 2,00 e 0,600 são 
constantes adimensionais obtidas ajustando dados experimentais cobrindo 
um amplo intervalo de valores para as variáveis da equação. 
O valor de kg é um parâmetro necessário para o projeto de um reator 
catalítico. Já que este coeficiente é difícil de determinar diretamente, são 
medidos ou estimados valores para as outras variáveis, e kg é calculado 
pela correlação dada. Os valores conhecidos das variáveis são os seguintes:
y=0,100 (adimensional) 
Qual o valor estimado de kg? (Dê o valor e as unidades). R: 0, 
C, uma solução aquosa contendo 35,0% em peso de H
densidade relativa de 1, 2563. Precisa-se de uma quantidade desta solução 
que contenha 195,5 kg H2SO4. 
Calcule o volume necessário (L) da solução usando a densidade relativa 
b) Estime a porcentagem de erro que seria cometido se as densidades 
relativas dos componentes puros (δ = 1,8255) e água tivessem sido usadas 
para o cálculo em lugar da densidade relativa da mistura. R: 5,6%
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OPERAÇÕES UNITÁRIAS I 
Prof(a). Gracinda M. C. Silva 
A seguinte equação empírica correlaciona os valores das variáveis em um 
sistema no qual partículas sólidas estão suspensas em uma corrente de gás: 
 
é um coeficiente 
taxa na qual uma determinada espécie química se transfere 
2,00 e 0,600 são 
constantes adimensionais obtidas ajustando dados experimentais cobrindo 
O valor de kg é um parâmetro necessário para o projeto de um reator 
catalítico. Já que este coeficiente é difícil de determinar diretamente, são 
medidos ou estimados valores para as outras variáveis, e kg é calculado 
es conhecidos das variáveis são os seguintes: 
0, 888 m/s. 
contendo 35,0% em peso de H2SO4 tem uma 
se de uma quantidade desta solução 
Calcule o volume necessário (L) da solução usando a densidade relativa 
que seria cometido se as densidades 
= 1,8255) e água tivessem sido usadas 
R: 5,6%. 
 
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DISCIPLINA: OPERAÇÕES UNITÁRIAS I 
 
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3. Qual de cada uma das seguintes quantidades está contido em 15,0 kmol de 
benzeno (C6H6)? 
 
 (a) kg C6H6; R: 1,17 x 10 3 kg C6H6. 
 (b) mol C6H6; R: 1,5 x 10 4 mol C 6H6. 
 (c) lb mol C6H6; R: 33,07 lb mol C 6H6. 
 (d) mol (átomo-grama) C; R: 90.000 mol C. 
 (e) mol H; R: 90.000 mol H. 
 (f) g C; R: 1,08 x10 6 g C. 
 (g) g H; R: 9,07 x10 4 g C. 
 (h) moléculas de C6H6;. R: 9,03 x10 27 moléculas de C 6H6 . 
 
4. Uma suspensão de partículas de carbonato de cálcio em água escoa através 
de uma tubulação. Sua tarefa é determinar a vazão e a composição em peso 
dessa lama. Você coleta a corrente em uma proveta graduada por 1,00 
minuto; depois pesa a proveta, evapora a água e pesa de novo a proveta. 
Os resultados são os seguintes: 
Massa da proveta vazia: 65,0 g. 
Massa da proveta + lama coletada: 565 g 
Volume coletado: 455 mL 
Massa da proveta depois da evaporação: 215 g. 
Calcule: 
(a) as vazões mássica e volumétrica da suspensão. 
(b) a massa específica da suspensão. R: 1,10 g/ mL. 
(c) a fração mássica de CaCO3 na suspensão. R: 0.300 g CaCO 3/g 
suspensão. 
 
5. Por uma tubulação escoa tolueno líquido com uma vazão de 175 m3/h. 
Dados da densidade relativa do Tolueno, Apêndice B, Tabelas de 
Propriedades Físicas. Tabela B1: Livro Felder& Rousseau. 
(a) Qual é a vazão mássica desta corrente em kg/min. R: 2526 kg/min. 
(b) Qual é a vazão molar em mol/s. R: 457 mol/s. 
 
6. Antes que um rotâmetro possa ser usado para determinar uma vazão 
desconhecida, deve ser preparada uma curva de calibração da vazão versus 
a leitura do rotâmetro. Uma técnica de calibração para líquidos é mostrada 
abaixo. Uma vazão é selecionada ajustando-se a velocidade da bomba; a 
leitura do rotâmetro é anotada e o líquido efluente do rotâmetro é coletado 
em uma proveta graduada por um intervalo de tempo. O procedimento é 
repetido duas vezes para cada ajuste da bomba. 
 
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Leitura do Rotâmetro Tempo de col eta ( min) Volume coletado (cm 3) 
2 1 297 
2 1 301 
4 1 454 
4 1 448 
6 0,5 300 
6 0,5 298 
8 0,5 371 
8 0,5 377 
10 0,5 440 
10 0,5 453 
 
Admitindo que o líquido seja água a 25° C, faça uma curva de calibração da 
vazão mássica (kg/min), versus a leitura do rotâmetro, e a use para estimar 
a vazão mássica de uma corrente de água para a qual a leitura no rotâmetro 
é 5,3. R: 0,55 kg/min. 
 
7. Uma mistura contém 10% molar de álcool etílico, 75,0% molar de acetato de 
etila (C4H8O2) e 15,0% molar de ácido acético. Calcule as frações mássicas 
de cada componente. Qual é o peso molecular médio da mistura. Qual seria 
a massa (kg) de uma amostra contendo 25,0 kmol de acetato de etila? 
 
8. Uma mistura de metano e ar é inflamável apenas se a percentagem molar 
de metano está ente 5% e 15%. Uma mistura contendo 9,0% molar de 
metano em ar escoando com uma vazão de 700 kg/h deve ser diluída com 
ar puro para reduzir a concentração de metano até o limite inferior de 
inflamabilidade. Calcule a vazão necessária de ar em moles/h e a 
percentagem em peso de oxigênio na corrente final de gás. (o ar pode ser 
considerado como tendo 21% molar de O2 e 79% molar de N2, com um peso 
molecular médio de 29,0). 
 R: 20200 moles/h; 0, 225 kg O 2/kg. 
 
9. Uma análise de carvão betuminoso de grau médio é a seguinte: 
Componente percentagem 
S 2 
N 1 
O 6 
Cinzas 11 
Água 3 
O resíduo é C e H na razão molar H/C = 9. Calcule a composição do carvão, 
omitindo cinzas e umidade. R: 33,15 kg H; 43,85 kg C.