Uma placa plana vertical, de espessura L, deve separar dois ambientes. A f...

Uma placa plana vertical, de espessura L, deve separar dois ambientes. A face esquerda dessa placa está exposta a um ambiente evacuado. A temperatura dessa face é TQ. A face direita d...

Q878425 • Engenharia Química • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • CESGRANRIO • Transpetro • Profissional Transpetro • 2023

Uma placa plana vertical, de espessura L, deve separar dois ambientes. A face esquerda dessa placa está exposta a um ambiente evacuado. A temperatura dessa face é T_Q. A face direita da placa está exposta a um ambiente convecção que está à temperatura Tinf e com coeficiente de troca de calor por convecção igual a h. O número de Biot é definido por h L / k, onde k é a condutividade térmica do material da placa. O regime é permanente, e as propriedades não variam com a temperatura.

Com essas informações, constata-se o seguinte:

a) se Biot for muito pequeno, a temperatura da face da direita, T_F, irá se aproximar de T_inf.
b) se Biot for muito grande, a temperatura da face da direita, T_F, irá se aproximar de T_inf.
c) o calor trocado entre os dois ambientes não é afetado pelo número de Biot.
d) o calor trocado entre os dois ambientes depende apenas do material da placa.
e) o perfil de temperaturas dentro da placa é parabólico.

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Sumaia Santana
31/12/1969 • 21:00

Gabarito: Alternativa A
O número de Biot (Bi) é dado por:
Bi = hL/k
Onde:
h é é o coeficiente de troca de calor por convecção;
L é a espessura da placa;
k é a condutividade térmica do material da placa.

Quando o número de Biot é pequeno Bi → 0 , significa que a resistência térmica devido à condução dentro da placa é muito maior do que a resistência térmica devido à convecção na face direita. Nesse caso, a temperatura na face direita da placa será quase igual à temperatura do ambiente T (∞), pois a condução de calor na placa não consegue criar um grande gradiente de temperatura entre as faces. A placa se comporta como se estivesse em equilíbrio térmico com o ambiente externo.

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Questões sobre Termodinâmica e Equilíbrio de Fases

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Q878427 • Engenharia Química • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • CESGRANRIO • Transpetro • Profissional Transpetro • 2023
Qual é o tipo de corrosão que ocorre por um mecanismo exclusivamente químico?
- a) Atmosférica
- b) Em água ou em soluções aquosas
- c) Em sais fundidos
- d) Em solventes orgânicos sem água
- e) No solo
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Q878428 • Engenharia Química • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • CESGRANRIO • Transpetro • Profissional Transpetro • 2023
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.
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Q878426 • Engenharia Química • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • CESGRANRIO • Transpetro • Profissional Transpetro • 2023
Existem diversas substâncias que atuam como inibidores da corrosão por água do mar.
NÃO é adequado para essa finalidade o
- a) nitrito de cálcio
- b) nitrito de sódio
- c) sulfato de sódio
- d) molibdato de sódio
- e) tungstato de sódio
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Q878424 • Engenharia Química • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • CESGRANRIO • Transpetro • Profissional Transpetro • 2023
Um trocador de calor deve ser usado para aquecer água, que está inicialmente a 35 ºC. A temperatura de saída dessa corrente, de capacidade térmica = 3,6 kJ/K.s, deve ser calculada. O óleo, que será utilizado como fluido de aquecimento, entra a 180 ºC, e sai a 75 ºC, e sua capacidade térmica é 3,6 kJ/K.s

A temperatura desejada, em ºC, vale
- a) 80
- b) 90
- c) 110
- d) 120
- e) 140
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Q878429 • Engenharia Química • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • CESGRANRIO • Transpetro • Profissional Transpetro • 2023
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.
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Q878430 • Engenharia Química • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • CESGRANRIO • Transpetro • Profissional Transpetro • 2023
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.
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Q1052651 • Engenharia Química e Química Industrial • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • Consulplan • HEMOBRÁS • Analista Industrial de Hemoderivados • 2021
No projeto de um trocador de calor com correntes cruzadas, tubos aletados, um só passe e os fluídos não misturados, deve-se adotar no procedimento para o cálculo da área de troca térmica, a razão entre:
- a) A capacidade calorífica máxima e a efetividade, além do número de Biot.
- b) A efetividade e a média logarítmica da temperatura, além da capacidade calorífica mínima.
- c) O número de Biot e a capacidade calorífica máxima, além da média logarítmica da temperatura.
- d) A efetividade, a média logarítmica da temperatura, além da razão entre as capacitâncias térmicas.
- e) A capacidade calorífica mínima e máxima das correntes, além da efetividade, seguida da determinação do número de unidades de transferência.
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Q1054123 • Engenharia Química e Química Industrial • Termodinâmica e Equilíbrio de Fases • Consulplan • HEMOBRÁS • Analista Industrial de Hemoderivados • 2021
Uma placa metálica possui as suas faces, respectivamente, com temperaturas de 450° C e 100° C, bem como espessura de 80 mm.
Dados:

1. K(T) = 0,02 + 1,2 x 10^–5 T (Kcal/h . m . °C);
2. Estado estacionário; e,
3. Fluxo de calor unidimensional.

Podemos afirmar que o fluxo de calor por área (Kcal/m² ) é:
- a) 1,3
- b) 10,2
- c) 80
- d) 101,9
- e) 130,8

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