Questões de Termodinâmica e Equilíbrio de Fases (Engenharia Química e Química Industrial)

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A 1ª Lei da Termodinâmica diz que a energia não pode ser criada ou destruída, mas apenas processos de transformação de energia.
Para um sistema fechado em repouso, isso se resume

dU = dQ + dW,

onde, U é energia interna; Q, calor, e W, trabalho. Outra função termodinâmica é a entalpia, H, que está corretamente definida na opção

  • A dH = dU + d(PV).
  • B dH = dG – TdS.
  • C dH = dU – TdS.
  • D dH = dQ + dW + PdV – TdS.

Em uma refinaria de petróleo, realiza-se uma destilação do tipo flash para separar uma corrente de alimentação em frações de gasolina, querosene e óleo diesel. Durante esse processo, a corrente de alimentação é aquecida e liberada em um tanque, onde ocorre a separação em vapor e líquido.
Nesse processo de destilação, constata-se que a(o)

  • A destilação flash é um processo de separação que não envolve mudanças de temperatura ou pressão.
  • B destilação flash é usada principalmente para produzir produtos de alta viscosidade, como o asfalto.
  • C líquido no fundo do tanque é enriquecido em componentes mais leves.
  • D vapor e o líquido no tanque têm a mesma composição.
  • E vapor no topo do tanque é enriquecido em componentes mais leves, como a gasolina.

Uma usina de energia térmica utiliza um ciclo de Rankine para converter calor em eletricidade. A água é aquecida à alta temperatura e à alta pressão em uma caldeira, como resultado a água vaporiza e aciona uma turbina que gera eletricidade. O vapor é, então, condensado e recirculado para a caldeira.
Admitindo-se o uso do ciclo de Rankine para converter calor em eletricidade, constata-se que a(o)

  • A eficiência térmica do ciclo de Rankine aumenta exclusivamente com o aumento da pressão da caldeira.
  • B eficiência térmica do ciclo de Rankine aumenta à medida que a temperatura de entrada da água na caldeira aumenta.
  • C eficiência térmica do ciclo de Rankine é sempre igual a 100%, independentemente das condições.
  • D ciclo de Rankine é um exemplo de ciclo de refrigeração.
  • E ciclo de Rankine é mais eficiente quando a turbina opera adiabaticamente.

Em uma unidade de destilação fracionada é realizada a separação de uma mistura líquida de etanol e água. Quando a mistura é aquecida e vaporizada, a composição do vapor é diferente da composição do líquido.
Considerando-se os pontos de bolha e de orvalho na destilação, verifica-se que o ponto

  • A de bolha ocorre quando o vapor tem a mesma composição que o líquido.
  • B de bolha ocorre quando o vapor tem uma composição mais rica em etanol do que o líquido.
  • C de bolha e o de orvalho são conceitos irrelevantes na destilação.
  • D de orvalho ocorre quando o vapor tem a mesma composição que o líquido.
  • E de orvalho ocorre quando o vapor tem uma composição mais rica em etanol do que o líquido.

Um refrigerador doméstico opera com um fluido refrigerante no ciclo de refrigeração por compressão de vapor. Durante esse processo, é usado um fluido refrigerante que passa pelas etapas sequenciais:
• expansão adiabática; • evaporação, em que o líquido se torna vapor, o qual se encaminha ao compressor onde sofre uma compressão isentrópica;
• condensação onde ocorre a mudança de vapor para líquido, reiniciando-se o ciclo.


Considerando-se o processo descrito acima, conclui-se que a(o)

  • A entalpia do fluido diminui durante a compressão isentrópica.
  • B temperatura do fluido aumenta durante a expansão adiabática no evaporador.
  • C pressão do fluido permanece constante durante a expansão no evaporador.
  • D ciclo de refrigeração é mais eficiente quando a temperatura do condensador é mais baixa.
  • E processo de estrangulamento (ou expansão irreversível) é responsável pela remoção de calor do espaço refrigerado.