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Uma corrente de metano a 27 ºC, com vazão de 3 600 kg/h, é comprimida de 100 kPa até 200 kPa, consumindo, nesse processo, 150 kW. Sabendo-se que a capacidade térmica específica do metano é 2,2 kJ∙kg−1∙K−1, e considerando-se a compressão como adiabática, o gás com comportamento ideal e as ineficiências associadas à máquina como nulas, a variação de temperatura entre a sucção e a descarga do compressor deve ser aproximadamente igual a
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Uma corrente gasosa escoa através de uma válvula termicamente isolada, na qual a pressão a jusante se torna inferior à pressão a montante. Sobre a diferença entre as temperaturas a jusante e a montante, sabe-se que
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A entalpia específica h(p,T) e a energia livre de Gibbs específica g definida por: g = h – Ts são funções de estado e, portanto, as suas expressões na forma diferencial, dh e dg, respectivamente, são diferenciais exatas. A partir da definição de entalpia e da forma diferencial da equação de conservação de energia para um sistema fechado, contendo um fluido compressível, obtém-se a expressão: dh = Tds + vdp.
Usando uma das relações de Maxwell, a variação da entalpia com relação à pressão, mantendo-se a temperatura constante, !$ left( large{ ∂ h over ∂ p}
ight)_T !$ é determinada pela expressão
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Em relação ao comportamento volumétrico de fluidos, é INCORRETO afirmar que
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As propriedades termodinâmicas dos fluidos: energia interna, entalpia e entropia específicas podem ser calculadas a partir das propriedades temperatura, pressão e volume específico, que são mensuráveis. Se for escolhida adequadamente a dependência dessas propriedades, relações importantes podem ser obtidas.
Definindo-se a dependência: h = h(s,p), a seguinte expressão é obtida:
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Uma determinada massa de gás ideal, inicialmente a uma pressão e temperatura Pi e Ti, é submetida a um processo de alteração de suas variáveis de estado até que estas atinjam novos valores Pf e Tf. Esse processo é baseado em duas etapas em sequência:
1ª – Aquecimento à pressão constante até atingir a temperatura Tf.
2ª – Compressão isotérmica do gás até atingir uma pressão Pf.
Considerando-se que a capacidade calorífica à pressão constante (Cp) mantém o mesmo valor ao longo do processo, a variação da energia interna do sistema é igual a
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Considere a figura e os dados abaixo para responder a questão.
O balanço de massa global na coluna e os valores das entalpias específicas das correntes da envoltória global são dados na tabela a seguir.
| Carga (F) | Destilado (D) | Resíduo (B) | |
| Vazão mássica / kg.h−1 | 10 000 | 6 000 | 4 000 |
| Entalpia específica / kJ.kg−1 | 100 | 50 | 200 |
A carga térmica removida pela água de resfriamento no condensador é de 4,2 GJ/h.
Considere que a entalpia de vaporização do vapor d'água usada no refervedor seja de 2 000 kJ/kg. Para as condições definidas na tabela e de acordo com as informações dadas, a vazão de vapor d'água consumida no refervedor é
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Considere a figura e os dados abaixo para responder a questão.
O balanço de massa global na coluna e os valores das entalpias específicas das correntes da envoltória global são dados na tabela a seguir.
| Carga (F) | Destilado (D) | Resíduo (B) | |
| Vazão mássica / kg.h−1 | 10 000 | 6 000 | 4 000 |
| Entalpia específica / kJ.kg−1 | 100 | 50 | 200 |
A carga térmica removida pela água de resfriamento no condensador é de 4,2 GJ/h.
Considere que a entalpia de vaporização do destilado é 200 kJ/kg. Para as condições definidas na tabela e de acordo com as informações dadas, a razão de refluxo de operação é
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Considere os dados abaixo para responder a questão.
Um mistura gasosa contendo CO2 e H2 em proporções estequiométricas e N2 na razão de 0,4 mol para 100 mol de (CO2+H2) é carga fresca de um processo catalítico para a produção de metanol, de acordo com a equação: CO2 + 3H2 !$
ightarrow !$ CH3OH + H2O.
O efluente do reator passa por um processo de separação, no qual todo o metanol e a água produzidos são separados por condensação. Os gases contendo os reagentes não reagidos e o N2 são reciclados para o reator, misturando-se com a carga fresca (F), dando origem à carga combinada (CC). Para evitar acúmulo de N2 no reator, parte da corrente gasosa é purgada, conforme o esquema abaixo. A conversão global dos reagentes é de 96%. A vazão molar de CO2 na carga fresca é de 5 mol/s.
Considerando-se que a razão molar de reciclo (R/F), expressa apenas em termos de CO2 e H2, é de 0,6, analise as afirmativas abaixo:
I - A conversão de CO2 por passagem no reator é de 60%.
II - A vazão molar de (CO2 + H2) na carga combinada é 24 mol/s.
III - A razão molar de N2 na corrente de carga combinada (CC) é de 0,10.
Está correto o que se afirma em
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Considere os dados abaixo para responder a questão.
Um mistura gasosa contendo CO2 e H2 em proporções estequiométricas e N2 na razão de 0,4 mol para 100 mol de (CO2+H2) é carga fresca de um processo catalítico para a produção de metanol, de acordo com a equação: CO2 + 3H2 !$
ightarrow !$ CH3OH + H2O.
O efluente do reator passa por um processo de separação, no qual todo o metanol e a água produzidos são separados por condensação. Os gases contendo os reagentes não reagidos e o N2 são reciclados para o reator, misturando-se com a carga fresca (F), dando origem à carga combinada (CC). Para evitar acúmulo de N2 no reator, parte da corrente gasosa é purgada, conforme o esquema abaixo. A conversão global dos reagentes é de 96%. A vazão molar de CO2 na carga fresca é de 5 mol/s.
Com base nos dados acima, analise as afirmativas a seguir.
I - A vazão molar de metanol produzido é de 4,8 mol/s.
II - A fração molar de metanol na corrente de produto D é de 0,50.
III - A razão molar N2 / (CO2+H2) na corrente de purga P é de 0,10.
Está correto o que se afirma em
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