Considere dois reatores de volumes iguais dispostos em série, um reator tubular ideal (PFR) e um reator de mistura perfeita (CSTR). Para maximizar a conversão de uma reação irreversível de ordem zero, a seguinte configuração deve ser realizada para este sistema de reatores:

Uma reação elementar, isotérmica e em fase líquida, 2A !$ \rightarrow !$ B, é conduzida em um reator tanque-agitado contínuo (CSTR). A taxa de reação é dada por -rA = 3CA². Sabendo-se que o reator deve ser alimentado a uma vazão molar de 9,0 mol/min e uma vazão volumétrica de 3 L/min, para atingir a conversão de 90%, o volume deste reator é:

Considere as propriedades termodinâmicas de um fluido, entalpia H = U + P.V; energia livre de Helmoltz A = U – T.S; e energia livre de Gibbs G = H – T.S; e as leis da termodinâmica aplicáveis para um processo reversível e um sistema fechado (dU = !$ \delta !$Q + !$ \delta !$W; dS = (!$ \delta !$Q/T) + S_ger).

Com base nas informações, a relação termodinâmica CORRETAMENTE estabelecida para uma substância pura e homogênea é:

Deseja-se separar uma mistura binária utilizando uma coluna de destilação, em que a composição de fundo do componente mais volátil (componente 1) é 0,03, e a composição de topo é 0,90. A coluna de destilação deve operar com uma razão de refluxo R=2. A curva de equilíbrio do componente 1 e a linha de alimentação da coluna (linha q_F) são apresentadas na figura a seguir.

Utilizando-se o método clássico de McCabe-Thiele, o número aproximado de estágios teóricos para a coluna é:

Uma mistura binária é separada utilizando uma coluna de destilação projetada pelo método de McCabe-Thiele, sendo a curva de equilíbrio dada pela equação: y₁=2x₁/(x₁+1). Considerando que, para o componente mais volátil, o produto de topo contém uma fração molar igual a 0,80 e o produto de fundo contém uma fração molar igual a 0,40, o número mínimo de estágios de equilíbrio é:

Uma turbina adiabática opera a 950kW e expande vapor de água superaquecido de 500ºC e 3,5MPa até 200ºC e 0,3MPa. A vazão mássica do vapor de água através da turbina é:

(Entalpias específicas do vapor de água: !$ \hat{H} !$ _entrada=3450,9 kJ/kg; !$ \hat{H} !$ _saída=2865,6 kJ/Kg)

Um tanque agitado, isolado termicamente, contém 25 kg de água a 20ºC. O agitador transfere energia para a água a uma taxa constante de 0,25 kW. O tempo necessário para a temperatura da água elevar-se para 30ºC é de, aproximadamente:

(Capacidade calorífica da água à pressão constante: C_p= 4,18 kJ/kg.ºC)

Com relação à adsorção de gases na superfície de sólidos, assinale a alternativa FALSA a respeito das hipóteses assumidas para o modelo de isoterma de Langmuir.

Deseja-se recuperar sulfeto de hidrogênio (H₂S) de uma corrente gasosa (H₂S e ar) em uma torre de absorção que opera em contracorrente, utilizando água como solvente de absorção a 293 K e 10 atm. A vazão de entrada da corrente gasosa é 10,5 mol/s, e a composição inicial da alimentação é 4,8% molar de H₂S. A composição final deve ser 0,2% molar de H₂S. Considere que o sistema segue a lei de Henry, sendo Y_H2S=2,08 XH₂S.

Para uma vazão 1,5 vezes a vazão mínima de operação, a vazão molar da corrente de água limpa na entrada da coluna é:

Um forno industrial foi construído com um material de condutividade térmica igual a 1,5 W/m°C.

Considere-se as dimensões da parede de 1,5 x 2 m. Ao longo da operação, observou-se um perfil linear de temperatura em regime estacionário, sendo as temperaturas das paredes interna e externa iguais a 1500 K e 1100 K, respectivamente.

A taxa de calor perdido através da parede de 25 cm de espessura é: