p 933 Petrobras2 Tarde Prova13 Eng Proces Jr 20100521

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TARDE

ENGENHEIRO(A) ENGENHEIRO(A) DE PROCESSAMENT OCESSAMENTO PROCESSAMENTO JNIOR CONHECIMENTOS CONHECIMENTOS ESPECFICOSLEIA ATENTAMENTE AS INSTRUES ABAIXO.01 Voc recebeu do fiscal o seguinte material: a) este caderno, com os enunciados das 70 questes objetivas, sem repetio ou falha, com a seguinte distribuio:

CONHECIMENTOS ESPECFICOS Questes 1 a 10 11 a 2002 03 04 -

Pontos 0,5 1,0

Questes 21 a 30 31 a 40

Pontos 1,5 2,0

Questes 41 a 50 51 a 60

Pontos 2,5 3,0

Questes 61 a 70 -

Pontos 3,5 -

b) 1 CARTO-RESPOSTA destinado s respostas s questes objetivas formuladas nas provas. Verifique se este material est em ordem e se o seu nome e nmero de inscrio conferem com os que aparecem no CARTORESPOSTA. Caso contrrio, notifique IMEDIATAMENTE o fiscal. Aps a conferncia, o candidato dever assinar no espao prprio do CARTO-RESPOSTA, a caneta esferogrfica transparente de tinta na cor preta. No CARTO-RESPOSTA, a marcao das letras correspondentes s respostas certas deve ser feita cobrindo a letra e preenchendo todo o espao compreendido pelos crculos, a caneta esferogrfica transparente de tinta na cor preta, de forma contnua e densa. A LEITORA TICA sensvel a marcas escuras; portanto, preencha os campos de marcao completamente, sem deixar claros. Exemplo: 05 -

A

C

D

E

Tenha muito cuidado com o CARTO-RESPOSTA, para no o DOBRAR, AMASSAR ou MANCHAR. O CARTO-RESPOSTA SOMENTE poder ser substitudo caso esteja danificado em suas margens superior ou inferior BARRA DE RECONHECIMENTO PARA LEITURA TICA. Para cada uma das questes objetivas, so apresentadas 5 alternativas classificadas com as letras (A), (B), (C), (D) e (E); s uma responde adequadamente ao quesito proposto. Voc s deve assinalar UMA RESPOSTA: a marcao em mais de uma alternativa anula a questo, MESMO QUE UMA DAS RESPOSTAS ESTEJA CORRETA. As questes objetivas so identificadas pelo nmero que se situa acima de seu enunciado. SER ELIMINADO do Processo Seletivo Pblico o candidato que: a) se utilizar, durante a realizao das provas, de mquinas e/ou relgios de calcular, bem como de rdios gravadores, headphones, telefones celulares ou fontes de consulta de qualquer espcie; b) se ausentar da sala em que se realizam as provas levando consigo o Caderno de Questes e/ou o CARTO-RESPOSTA; c) se recusar a entregar o Caderno de Questes e/ou o CARTO-RESPOSTA quando terminar o tempo estabelecido. Reserve os 30 (trinta) minutos finais para marcar seu CARTO-RESPOSTA. Os rascunhos e as marcaes assinaladas no Caderno de Questes NO SERO LEVADOS EM CONTA. Quando terminar, entregue ao fiscal O CADERNO DE QUESTES E O CARTO-RESPOSTA e ASSINE A LISTA DE PRESENA. Obs. O candidato s poder se ausentar do recinto das provas aps 1 (uma) hora contada a partir do efetivo incio das mesmas. Por motivos de segurana, o candidato NO PODER LEVAR O CADERNO DE QUESTES, a qualquer momento.

06

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07 08

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09 10

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11 12

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O TEMPO DISPONVEL PARA ESTAS PROVAS DE QUESTES OBJETIVAS DE 4 (QUATRO) HORAS, findo o qual o candidato dever, obrigatoriamente, entregar o CARTO-RESPOSTA. As questes e os gabaritos das Provas Objetivas sero divulgados no primeiro dia til aps a realizao das mesmas, no endereo eletrnico da FUNDAO CESGRANRIO (http://www.cesgranrio.org.br).

MAIO / 2010

CONHECIMENTOS ESPECFICOS1Em relao ao coeficiente global de transferncia de calor, analise as afirmativas a seguir. - Deve ser sempre calculado tomando como base a rea externa do tubo interno de um trocador de calor CT 1-2. II - calculado diretamente pelo nmero de Nusselt. III - Expressa o inverso do somatrio das resistncias existentes no sistema em anlise, multiplicadas pelas respectivas reas. IV - Com o aumento da incrustao nas paredes dos tubos de um trocador de calor, esse coeficiente e a resistncia conduo de calor diminuem. V - Uma das maneiras de calcular a taxa de troca trmica multiplicar o coeficiente global pela rea perpendicular ao fluxo de calor e por uma diferena de temperatura. Est correto APENAS o que se afirma em (A) I e II. (B) II e V. (C) III e IV. (D) III e V. (E) I, II e IV. I

3Em relao s leis da termodinmica em trocadores de calor, um Engenheiro de Processamento deve reconhecer que (A) se um dos fluidos mudar de fase, o outro fluido ficar sujeito menor diferena possvel de temperatura. (B) se, em um trocador de calor hipottico, de comprimento tendendo a infinito e operando em contracorrente, a capacidade calorfica do fluido frio fosse menor do que a do fluido quente, o fluido frio experimentaria a maior variao absoluta de temperatura, sendo ento aquecido at a temperatura de entrada do fluido quente. (C) o fluido que experimenta a maior variao de temperatura aquele de maior capacidade calorfica. (D) a mdia logartmica da diferena de temperatura negativa, significando que o limite termodinmico em um trocador foi atingido e que no haver mais transferncia de calor entre as correntes, possvel ser obtida. (E) a mxima taxa de calor trocado entre as correntes fria e quente dada pelo produto entre a maior capacidade calorfica dentre as dos dois fluidos, e a mxima diferena de temperatura existente no trocador. Considere o texto abaixo para responder s questes de nos 4 a 6. Pretende-se destilar 200 mol/h de uma mistura binria, lquida saturada, formada por 60% de benzeno e 40% de tolueno em base molar. Deve-se produzir um destilado com 95% molar de benzeno e um produto de fundo com 5% molar de benzeno. A alimentao lquido saturado. A volatilidade relativa constante e igual a 5.

2O bom desempenho de uma operao de extrao lquido lquido est diretamente relacionado escolha adequada do solvente.Nessa perspectiva, analise as caractersticas dos solventes, apresentadas a seguir. - Alta seletividade em relao ao soluto quando comparado aos demais componentes da mistura. II - Alta capacidade de solubilizao do soluto. III - Baixa viscosidade para promover a separao de fases, minimizar a queda de presso e aumentar a taxa de transferncia de massa do soluto. IV - Elevada presso de vapor. V - Baixa diferena de densidade relativa entre as fases extrato e rafinado. So corretas APENAS as caractersticas (A) I e II. (B) I e V. (C) II e IV. (D) III e IV. (E) II, III e V. I

4Usando o mtodo McCabe-Thiele, a razo de refluxo mnima (A) menor que 1. (B) entre 1 e 2. (C) entre 2 e 3. (D) entre 3 e 4. (E) entre 4 e 5.

5Os valores aproximados das vazes molares, em mol/h, dos produtos de topo e de fundo so, respectivamente, (A 78 e 122 (B) 80 e 121 (C) 111 e 90 (D) 121 e 80 (E) 122 e 78

6Usando a Equao de Fenske, o nmero de estgios, a refluxo total, (A) menor que 5. (B) 6 (C) 7 (D) 8 (E) maior que 9

2ENGENHEIRO(A) DE PROCESSAMENTO JNIOR

7Constatou-se que uma varivel de processo em malha fe c h a d a a p r e s e n t a v a e l e v a d a s s o b r e l e v a e s ( o u overshoots) em resposta a distrbios ou mudanas no seu set-point. Diagnosticou-se que a causa desse comportamento era sintonia inadequada do controlador, que era um PI, com funo de transferncia dada por 1 GC (s) = K c 1 + , tal que Kc o ganho do controlador tIs

10Quando um fluido escoa atravs de uma restrio, como um orifcio, uma vlvula parcialmente fechada ou um tampo poroso, sem qualquer variao aprecivel de energia cintica ou potencial, e na ausncia de transferncia de calor, realiza-se um processo (A) isotrmico. (B) isentlpico. (C) isentrpico. (D) isobrico. (E) isocrico.

(adimensional) e tI o tempo integral (com unidade de tempo). Dentre as alteraes de sintonia apresentadas abaixo, a resposta em malha fechada com o PI se tornar menos oscilatria devido a: (A) diminuio de Kc e de tI. (B) diminuio de Kc e aumento de tI. (C) aumento de Kc, mantendo-se tI fixo. (D) aumento de Kc e de tI. (E) aumento de Kc e diminuio de tI.

11Em relao presso de vapor de um lquido, INCORRETO afirmar que (A) a presso de vapor de um lquido aumenta linearmente com o aumento da temperatura. (B) a curva de presso de vapor relaciona presso a temperatura, sendo que, em qualquer ponto acima da curva, existem duas fases, lquido e vapor. (C) a presso de vapor pode ser estimada por meio de equaes empricas. (D) a Equao de Clapeyron estabelece uma relao termodinmica entre presso de vapor e entalpia de vaporizao de uma substncia pura. (E) um lquido puro entra em ebulio, em dada temperatura, quando sua presso de vapor igual presso qual est submetido.

8Seja um sistema em malha fechada com um controlador P, cuja funo de transferncia em malha fechada

Y(s) -4 3 = 2 , em variveis-desvio. Se L(s) = e se L(s) s + 2s + 2 so set-point for mantido constante, o offset, definido como o erro permanente entre o set-point e o valor final da varivel controlada, ser (A) 0 (B) 3 (C) 6 (D) 12 (E)

12Um gs com comportamento ideal comprimido isotermicamente do estado caracterizado por presso e volume molar iguais a p1 e V1 para outro cujos valores so p2 e V2. Qual a variao de energia interna ocorrida entre os estados 1 e 2, em J/mol? (T = temperatura absoluta e R = constante dos gases)

9Considere um ciclo de potncia a vapor simples em que: o fluido de trabalho passa por seus vrios componentes sem irreversibilidades; no existe queda de presso por atrito na caldeira e no condensador e o fluido de trabalho fluir atravs desses componentes a presso constante; no existem irreversibilidades e transferncia de calor com as vizinhanas; os processos, atravs da turbina e atravs da bomba, so isentrpicos. Trata-se de um ciclo (A) regenerativo. (C) de reaquecimento. (E) ideal de Rankine. (B) de Carnot. (D) supercrtico.

(A) p2.V1 p1.V2 (B) p1.V2 p2.V1 (C) 0 (D) R.T

p2.V1 (E) p1.V2 RT


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16Um tanque retangular contm gua mantida a uma temperatura de 100 oC. As paredes do tanque possuem uma espessura de 20 cm e a condutividade trmica 10 W m 1 K1. Considere, ainda, que a temperatura ambiente 20 oC e os coeficientes de conveco interno e externo sobre as paredes do tanque so 50 W m 2 K1 e 25 W m2 K1 , respectivamente. Dessa forma, a perda de calor do tanque para o ambiente, em W m2, de (A) 900 (B) 1.000 (C) 1.333 (D) 1.500 (E) 2.000

X

Y

Z

W

A figura acima representa quatro recipientes diferentes preenchidos com um mesmo lquido, a mesma temperatura. Sabendo-se que os quatro recipientes esto abertos para a atmosfera, conclui-se que a(s) presso(es) no fundo do(s) recipiente(s) (A) X maior que no fundo dos demais recipientes. (B) Y maior que no fundo dos demais recipientes. (C) Z maior que no fundo dos demais recipientes. (D) W maior que no fundo dos demais recipientes. (E) X, Y, Z e W so iguais.

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A respeito das colunas de recheio, analise as afirmaes a seguir. I - Colunas com dimetros inferiores a 2,5 ft devem ser recheadas. II - A separao de misturas corrosivas deve ser conduzida em colunas de recheio, pois existe maior variedade de materiais resistentes corroso. III - A separao de misturas com tendncia formao de espuma deve ser conduzida em colunas de recheio, pois a capacidade de separao no reduzida. IV - O dimetro da coluna recheada deve ser cerca de 5 vezes a dimenso das peas do recheio. V - A eficincia do processo de separao em uma coluna recheada depende de diversos fatores, sendo a vazo da carga da coluna e a distribuio da fase lquida os dois mais importantes. So corretas APENAS as afirmaes (A) I, II e IV. (B) I, II e V. (C) I, III e IV. (D) III, IV e V. (E) II, III, IV e V.

14Um oleoduto com 6 km de comprimento e dimetro uniforme opera com um gradiente de presso de 40 Pa/m transportando um derivado de petrleo de massa especfica 800 kg/m3. Se a cota da seo de sada do oleoduto situa-se 14 m acima da cota de entrada, e considerando que a acelerao da gravidade local 10 m/s2, a perda de carga total associada ao escoamento, em m, (A) 44 (B) 16 (C) 16 (D) 28 (E) 44

15Um fluido newtoniano incompressvel escoa numa certa temperatura em uma tubulao vertical, de baixo para cima, com dada vazo. Nesse caso, a queda de presso (maior presso - menor presso) e a perda de carga associadas so, respectivamente, x e y. Se o mesmo fluido escoar com as mesmas vazo e temperatura, na mesma tubulao, de cima para baixo, a queda de presso e a perda de carga associadas so, respectivamente, z e w, donde se conclui que (A) x < z (B) x = z (C) x > z (D) y > w (E) y < w

18Um reator qumico contnuo, de mistura perfeita, estava operando em regime estacionrio. As temperaturas das correntes de entrada e de sada eram 295 K e 320 K, respectivamente. Em um dado tempo t = 0, a temperatura da corrente de entrada aumentou para 300 K. Em resposta a esse degrau, a temperatura da corrente de sada tambm aumentou, estacionando, depois de um tempo suficientemente longo, em 330 K. Um modelo de funo de transferncia, relacionando a temperatura de sada temperatura de entrada, em variveis-desvio, exibe um ganho de processo (adimensional) dado por (A) 33/30 (B) 1/3 (C) 1 (D) 2 (E) 66


19Um dado sistema em malha fechada apresenta a seguinte equao caracterstica (EC): 4 s + 8 s + 5 s + 5 = 0. O Arranjo de Routh abaixo foi construdo para analisar a estabilidade desse sistema.3 2

21Um refrigerador ideal opera em um Ciclo de Carnot, sendo constitudo por duas etapas isotrmicas nas quais calor QF absorvido no nvel mais baixo de temperatura TF , e calor QQ rejeitado no nvel mais alto de temperatura TQ, e por duas etapas adiabticas. O ciclo requer a adio de uma quantidade lquida de trabalho ao sistema. Considerando-se esses dados, o coeficiente de performance w desse refrigerador dado por (A)

Linha 1 2 3 4

4 8 2,5 5

5 5

Mesmo sem o clculo explcito das razes, o Critrio de Estabilidade de Routh leva a afirmar que, para esse sistema, h (A) um par de razes no semiplano direito e uma raiz no semiplano esquerdo de s. (B) uma raiz no semiplano esquerdo e um par de razes sobre o eixo imaginrio. (C) uma raiz no semiplano direito e um par de razes no semiplano esquerdo de s. (D) trs razes no semiplano direito de s. (E) trs razes no semiplano esquerdo de s.

TQ TQ - TF TQ + TF TF TQ - TF TQ TQ - TF TFTF TQ - TF

(B)

(C)

(D)

20Seja o diagrama de blocos para um processo em malha fechada com um controlador P exibido a seguir.L(s)

(E)

22Ponto de trabalho o ponto da curva caracterstica de uma bomba, no qual essa bomba ir operar quando instalada em uma tubulao. Esse ponto fornece a carga repassada pela bomba ao lquido em escoamento e a vazo de operao desse lquido naquela tubulao. Para modificar-se o ponto de trabalho, analise as aes a seguir.Y(s)

2 4s + 1 Ysp ++ +

Kc

1 4s + 1

I II Para degraus em L(t), afirma-se que, em malha fechada com o controlador P (Kc>0), a resposta Y(t) ser (A) mais rpida e menos sensvel ao distrbio que em malha aberta. (B) mais rpida e mais sensvel ao distrbio que em malha aberta. (C) mais lenta e mais sensvel ao distrbio que em malha aberta (D) mais lenta e menos sensvel ao distrbio que em malha aberta. (E) to rpida e to sensvel quanto em malha aberta.

- Fechar parcialmente uma vlvula instalada na linha. - Mudar a presso no reservatrio para onde o fluido est sendo bombeado. III - Instalar a bomba em um nvel mais baixo. IV - Aumentar a rotao do rotor da bomba. So corretas APENAS as aes (A) I e II. (B) I e IV. (C) II e III. (D) III e IV. (E) I, II e IV.


23A Equao de Estado de Van der Waals descreve o comportamento de gases reais, ajustando seus desvios em relao ao comportamento ideal atravs dos parmetros a e b. Esses parmetros esto relacionados com as foras intermoleculares e com os volumes moleculares. Os valores determinados para a amnia (NH3), por exemplo, so corretas para o parmetro a? (A) J.m3.mol2 (B) Pa.mol2.m3 (C) Pa.m3.mol2 (D) N.m3.mol2 (E) J.m6.mol2 a = 4.233 e b = 3,73 x 105m 3/mol. Quais as unidades SI

26Um fluido newtoniano de viscosidade absoluta/dinmica m escoa entre duas placas planas paralelas que esto separadas por uma distncia de 2 h, com o seguinte perfil de velocidades: v = vmax[1 (y/h)2], em que v velocidade, vmax velocidade mxima e y distncia medida perpendicularmente s placas. O mdulo da tenso cisalhante no fluido, a uma distncia h/10 das placas, (A) 0,1 m vmax / h (B) 0,2 m vmax / h (C) 1,8 m vmax / h (D) 2,0 vmax m / h (E) 2,2 vmax m / h

24Dois grandes reservatrios abertos para a atmosfera armazenam um certo lquido. No reservatrio A, feito um pequeno furo de dimetro x na parede lateral, a uma altura HA abaixo da superfcie livre do lquido. Analogamente, no reservatrio B, feito um pequeno furo de dimetro 3x, a uma altura HB abaixo da superfcie livre do lquido. Supondo-se que o lquido ideal/invscido, a razo entre as vazes volumtricas de lquido instantneas QA/Q B que descarregam dos dois vasos para a atmosfera (A) (HA / HB)1/2 / 9 (B) (HA / HB) / 9 (C) ((HA / HB) / 3)1/2

27Considere a representao de uma parede composta com diferentes slidos, apresentada abaixo.

Fluxo de calor

Slido B Slido A

kBSlido D

kA

Slido C

kC

kD

(E) 3 (HA / HB)1/2

(D) (HA / HB) / 3

x

25Em Mecnica dos Fluidos, diversos instrumentos so utilizados para quantificar as propriedades fsicas e outras grandezas caractersticas do escoamento de fluidos. Dentre esses instrumentos, o piezmetro, o Tubo de Pitot e o Tubo de Venturi se prestam, respectivamente, a medidas de (A) densidade, presso esttica e velocidade mdia. (B) densidade, presso dinmica e vazo. (C) viscosidade, presso dinmica e velocidade mdia. (D) viscosidade, presso total e velocidade mdia. (E) presso esttica, presso de estagnao e vazo.

Embora o fluxo de calor seja multidimensional, bastante razovel considerar condies unidimensionais na troca de calor entre as superfcies externas. Para tal, formulam-se as hipteses de que as superfcies I - normais direo x so isotrmicas; II - paralelas direo x so adiabticas; III - normais direo x so adiabticas. (So) correta(s) a(s) hiptese(s) (A) I, apenas. (B) III, apenas. (C) I e II, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III.


28No projeto de trocadores de calor, dois mtodos podem ser adotados: o mtodo da mdia logartmica da diferena de temperatura (MLDT) e o mtodo da efetividade-NUT. Com relao a esses dois mtodos, analise as afirmativas a seguir. I - Para que o trocador seja vivel economicamente, a sua efetividade deve ser maior do que 2. II - Quanto maior o nmero de unidades de transferncia, maior a rea de um trocador. III - O clculo da mdia logartmica da diferena de temperatura o mesmo, independente do tipo de trocador de calor e da orientao das correntes (contracorrente ou cocorrente). IV - Se as temperaturas das correntes fria e quente estiverem em graus Celsius, a MLDT ser dada tambm em graus Celsius, tendo-se de adicionar 273,15 para transform-la em Kelvin. V - Devem-se preferir trocadores que operem em contracorrente, visto que a rea requerida de troca trmica menor, para uma mesma quantidade de calor trocado.

301 2 e G2 (s) = foram conectados conforme s +1 5s + 1 mostrado abaixo. G1(s) =

G1(s) U(s) G2(s) + +

Y(s)

A funo de transferncia G(s) =

Y(s) , representada no U(s)

diagrama de blocos acima, apresenta polinmios em s, no numerador e no denominador, de ordens, respectivamente, (A) 0 e 1 (B) 0 e 2 (C) 1 e 1 (D) 1 e 2 (E) 2 e 2

Est correto APENAS o que se afirma em (A) II e V. (B) III e IV. (C) I, II, e III. (D) I, IV e V. (E) II, III e V.

31Ao processo de combusto do etanol em um reator foram adicionados 20% de oxignio em excesso, garantindo, dessa forma, a completa combusto desse composto orgnico. Sabendo-se que foram introduzidos 100 kmol de etanol como carga do reator, conclui-se que, na reao envolvida no processo, (A) foram consumidos 120 kmol de oxignio. (B) foram consumidos 360 kmol de oxignio. (C) foram produzidos 100 kmol de gs carbnico. (D) foram produzidos 120 kmol de gua. (E) a quantidade (kmol) de gs carbnico produzido igual de oxignio consumido.

29Um processo apresenta uma funo de transferncia de 1a ordem entre sua sada Y(s) e sua entrada U(s), expressas em variveis-desvio. Admitindo-se que uma perturbao do tipo degrau unitrio foi aplicada em U, em t = 0, a constante de tempo t p pode ser obtida pelo intervalo de tempo decorrido entre t = 0 e um valor definido de tempo posterior. Esse tempo posterior corresponde ao momento para o qual a sada Y(t) (A) comeou a responder. (B) sofreu aproximadamente 63% da variao total at o estado estacionrio final. (C) sofreu aproximadamente 87% da variao total at o estado estacionrio final. (D) sofreu aproximadamente 99% da variao total at o estado estacionrio final. (E) alcanou 5% do seu estacionrio final e nele permaneceu.

32O gs de cozinha apresenta composio aproximada de 50% de propano e 50% de butano. Devido a problemas operacionais durante a produo, foi encontrada uma mistura constituda de 52% de propano e 48% de butano, ambos expressos em % de quantidade de matria. Qual a composio mssica aproximada dessa mistura? (A) 38,2% propano e 61,8% butano. (B) 45,1% propano e 54,9% butano. (C) 49,5% propano e 50,5% butano. (D) 50,0% propano e 50,0% butano. (E) 52,0% propano e 48,0% butano.


33A fim de recuperar energia do seu processo, uma empresa instalou um equipamento de troca trmica para aquecer uma corrente de ar e resfriar o gs que sai do processo. Sabe-se que o gs uma mistura contendo metano e vapor dgua e que, com o passar das campanhas, o equipamento, na parte fria, apresenta um ataque corrosivo severo que provoca a perda de uma grande parte da sua massa de ao. Sobre o caso citado, so feitas as afirmativas a seguir. - A parte fria do equipamento deve apresentar a menor temperatura possvel e, assim, no ser alcanado o ponto de orvalho do ar. II - A temperatura de operao da parte fria deve ser tal que a presso de vapor da gua no se iguale presso parcial do vapor dgua. III - A temperatura de operao da parte quente deve ser tal que a presso de vapor do CH4 no se iguale presso parcial do vapor dgua. IV - A qualquer temperatura de operao, sempre haver condensao de uma mistura de CH4 e gua. Est correto APENAS o que se afirma em (A) I. (B) II. (C) IV. (D) I e III. (E) II e III. I

35Nos processos de vaporizao em presses baixas, admitindo-se que a fase vapor tenha comportamento de gs ideal e que o volume molar do lquido seja desprezvel face ao volume molar do vapor, a expresso a ser utilizada para vap de uma subso clculo da entalpia de vaporizao DH tncia (A) -Rd(lnPsat ) dT

(B) -R

dPsat dTdPsat 1 d T d(lnPsat ) 1 d T

(C)

-R

(D) -R

(E) -R

d(lnPsat ) d(ln T)

36No escoamento irreversvel adiabtico de um fluido incompressvel, em estado estacionrio, por meio de um tubo com rea de seo transversal constante, a (A) temperatura diminui no sentido do escoamento. (B) presso aumenta no sentido do escoamento. (C) variao de entalpia do fluido maior que zero. (D) velocidade do fluido constante. (E) variao de entropia do fluido zero.

34Tenso de CisalhamentoX,T=15 C X,T=85 C Y,T=15 C Z,T=15 C

37Um grande reservatrio aberto para a atmosfera armazena um lquido de massa especfica r em um local onde a acelerao da gravidade g. Para esvazi-lo, usa-se um sifo que descarrega presso atmosfrica (patm), estando a superfcie livre do lquido no reservatrio a uma altura H acima do ponto de descarga. Suponha que o lquido seja ideal/invscido com presso de vapor igual a pv. Para que no haja interrupo de seu escoamento atravs do sifo, o lquido deve permanecer abaixo de um plano horizontal cuja cota em relao sua superfcie livre (A) 2H (pv patm) / ( r g) (B) H (patm pv) / ( r g) (C) H (pv patm) / ( r g) (D) (patm pv) / ( r g) (E) (pv patm) / ( r g)

Taxa de cisalhamento

Considerando-se o reograma expresso pela figura acima, pode-se afirmar que I II III IV X um fluido newtoniano; X um lquido; Y um fluido dilatante; Z um fluido pseudoplstico.

So corretas APENAS as afirmativas (A) I e II. (B) I e III. (C) II e IV. (D) III e IV. (E) I, II e IV.


38Sobre o mecanismo de conduo, analise as afirmaes abaixo. I - A condutividade trmica uma propriedade intrnseca do material e independe da temperatura. - A Lei de Fourier unidimensional, q x = -k

41O metanol pode ser produzido a partir da oxidao do metano, utilizando-se catalisadores em condies controladas de temperatura e presso, segundo a reao CH4 + O2 CH3OH Em uma reao entre 1,5 kmol de CH4 e 1,0 kmol de O2, o rendimento terico de CH3OH e o reagente limitante so, respectivamente, (A) 1,0 Kmol e O2 (B) 1,5 Kmol e O2 (C) 1,0 Kmol e CH4 (D) 1,5 Kmol e CH4 (E) 2,0 Kmol e CH4

dT II , apredx senta o sinal negativo, pois o calor sempre transferido na direo em que a temperatura decresce. III - A condutividade trmica dita anisotrpica quando independe da direo. IV - A condutividade trmica em slidos geralmente maior que em lquidos e, nestes, maior que em gases, mostrando uma tendncia que ocorre devido s diferenas no espaamento intermolecular nos respectivos estados.

Est correto APENAS o que se afirma em (A) I e II. (B) II e IV. (C) III e IV. (D) I, III e IV. (E) II, III e IV.

42Em ambientes confinados, como o interior de tanques de armazenamento de petrleo e derivados, o ar pode no ser apropriado para a respirao de um ser humano. O motivo, em alguns casos, a composio volumtrica do ar, que pode apresentar um teor de oxignio menor que 21%. Se o interior de um tanque contm ar com a composio mssica de 21% de oxignio e 79% de nitrognio, e admitindo-se que a massa molar mdia do ar seja, aproximadamente, 29 kg/kmol, conclui-se que (A) a composio volumtrica corresponde ao ar respirvel. (B) a composio mssica e a composio volumtrica so sempre iguais no ar. (C) a massa de nitrognio em 50 kmol de ar , aproximadamente, 2.230 kg. (D) a massa de oxignio em 100 kmol de ar menor que 580 kg. (E) os percentuais volumtricos, no interior do tanque, so, aproximadamente, 19% de O2 e 81% de N2.

39O fluido contido em um tanque aquecido continuamente por uma serpentina, com rea til de troca trmica igual a 5 m2, alimentada com vapor saturado a 120 oC. Na condio permanente de operao, a temperatura do fluido no tanque se mantm a 40 oC. Considerando-se que a resistncia condutiva na serpentina seja praticamente nula e se encontre em regime pseudoestacionrio, o consumo aproximado de vapor saturado, em kg min1, na condio de operao, deDados: os coeficientes de conveco no vapor, hv = 10 kW m2 K1; no fluido prximo serpentina, hs = 200 W m2 K1; entalpia de vaporizao, Dhvap= 2 MJ kg1.

(A) (B) (C) (D) (E)

1,5 2,4 3,5 4,1 8,3

43Uma coluna de destilao alimentada com 100 kg/h de uma mistura a 50% dos compostos A e B. O destilado contm 98% de A e o resduo de fundo apresenta 94% de B. A corrente de vapor que sai da coluna corresponde a 80% da alimentao e uma parte do destilado retorna coluna como refluxo. Com base nessas informaes, conclui-se que o(a) (A) refluxo pode ser determinado pelo balano de massa global. (B) refluxo de destilado aproximadamente 20 kg/h. (C) vazo mssica de destilado que sai da coluna maior que a vazo mssica da cauda da coluna. (D) razo de refluxo (R/D) aproximadamente 0,7. (E) vazo mssica da corrente de fundo da coluna 48 kg/h.

40Ar mido a 75 oC, 1 bar e 30% de umidade relativa alimentado com uma vazo de 1.000 m3/h em um processo qumico. Considerando-se o gs ideal, a constante universal dos gases igual a 0,0831 m3.bar/kmol.K e que a presso de vapor da gua a 75 oC 0,386 bar, a vazo molar do ar seco, em kmol/h, est entre (A) 20 e 23 (B) 23,1 e 26 (C) 26,1 e 29 (D) 29,1 e 32 (E) 32,1 e 35


44O acionamento de um motor a querosene requer a compresso do ar, por meio de um turbocompressor, antes de sua introduo na cmara de combusto. Como o processo de compresso ocorre de forma adiabtica, o trabalho requerido dado pela variao da funo termodinmica de (A) Entropia. (B) Entalpia. (C) Energia livre de Helmholtz. (D) Energia livre de Gibbs. (E) Energia interna.

47A conveco forada interna ocorre em diversas aplicaes industriais, como no escoamento de gua ou leo em tubulaes, em dutos de ventilao e no projeto de trocadores de calor casco-tubo ou de tubo concntrico. Sobre o fenmeno de conveco interna em tubos circulares, INCORRETO afirmar que a(o) (A) parede exterior do tubo, uma vez aquecida eletricamente, torna possvel a imposio de um fluxo de calor constante sobre a superfcie do tubo. (B) velocidade do fluido e o dimetro do tubo so variveis e afetam diretamente o coeficiente de conveco interna. (C) imposio de fluxo de calor e de temperatura constantes na superfcie do tubo propicia o aumento do coeficiente de conveco no fluido. (D) transferncia de calor em escoamentos internos pode ser intensificada, ao se introduzir rugosidade parede interna do tubo para aumentar a turbulncia no fluido. (E) coeficiente local de conveco independe da posio axial no escoamento trmico plenamente desenvolvido de um fluido com propriedades constantes de um tubo.

45No que se refere ao escoamento de fluidos, analise as afirmativas a seguir. - No regime turbulento, o perfil de velocidades de um fluido escoando em um tubo um paraboloide de revoluo. II - No regime laminar, a transferncia de momento ocorre unicamente de forma difusiva. III - O regime turbulento sempre transiente. IV - As flutuaes da velocidade em um escoamento plenamente turbulento ocorrendo em tubos mxima no eixo central da tubulao. So corretas APENAS as afirmativas (A) I e II. (B) I e IV. (C) II e III. (D) III e IV. (E) I, II e IV. I

48Em trocadores de calor, as correntes podem ser paralelas e cruzadas, estando em contracorrente ou cocorrentes. Em relao s temperaturas de entrada e de sada dos fluidos quente e frio, INCORRETO afirmar que, em um arranjo (A) contracorrente, a temperatura do fluido quente na entrada sempre maior do que a temperatura do fluido frio na sada. (B) contracorrente, impossvel o fluido quente na sada ter uma temperatura menor do que a do fluido frio na entrada. (C) contracorrente, a temperatura do fluido quente na sada pode ser menor do que a temperatura do fluido frio na sada. (D) cocorrente, as temperaturas dos dois fluidos na sada podem ser iguais, se o trocador tiver um comprimento infinito. (E) cocorrente, a temperatura do fluido quente na sada pode ser menor do que a temperatura do fluido frio na sada.

46Um fluido newtoniano e incompressvel escoa em determinada tubulao em regime plenamente turbulento. Se um outro fluido, tambm newtoniano e incompressvel, escoar na mesma tubulao e com a mesma vazo que o primeiro, porm com um tero da viscosidade absoluta/dinmica e metade da densidade do primeiro, o fator/ coeficiente de atrito (A) maior para o fluido mais viscoso. (B) maior para o fluido menos viscoso. (C) maior para o fluido mais denso. (D) menor para o fluido menos denso. (E) o mesmo para os dois fluidos.


49Quando submetido a um degrau unitrio, em t = 0, na sua entrada U(t), um dado sistema apresentou a resposta Y(t) mostrada na figura abaixo.1.4 1.2 1

51Um extrator recebe 100 kg/h de uma soluo aquosa com 2% de soluto. Essa soluo deve aparecer no rafinado com 1% de soluto. O solvente empregado e a gua podem ser considerados imiscveis. A constante de equilibrio 4 (kg soluto / kg solvente) / (kg soluto / kg gua). Aproximando-se a frao 98/0,99 para 99, o valor aproximado da vazo necessria de solvente, em kg/h, deve corresponder a (A) 21 (B) 22 (C) 23 (D) 24 (E) 25

Y(t)

0.8 0.6 0.4 0.2 0

0

2

4

6

8

10 t

12

14

16

18

20

52Um reator de volume conhecido contm 100 mol de um gs ideal a uma presso de 105 Pa e a uma temperatura T1. Se, nessas condies, a variao de entropia com o volume para esse gs vale 100 J.m.K1, e se a constante universal dos gases pode ser considerada igual a 8,3 J.mol 1. K1, a temperatura T1 do reator, em K, de (A) 100 (B) 200 (C) 273 (D) 1.000 (E) 2.000

Se esse sistema apresenta funo de tranferncia

Y(s) 2 = 2 U(s) s + 2xs + 1 , conclui-se, com base na respostaexibida ao degrau, que (A) x < 0 (B) x = 0 (C) 0 < x < 1 (D) x =1 (E) x > 1

53Definindo-se (Cp) e (Cv) como as capacidades calorficas molares de um gs ideal, a presso e volume constantes, respectivamente, e ( g) como a razo entre essas capacidades calorficas ( g = Cp / Cv ) , a equao que expressa o trabalho (W) de expanso de um gs ideal em um sistema fechado dada por (A)P2 V2 - P1V1 g -1

50100 mol/h de uma mistura amnia-ar, considerada ideal, contendo 15% em volume de amnia, entram em uma coluna de absoro em contracorrente para serem tratados com gua de modo a recuperar 95% da amnia. A relao solvente lquido / solvente gasoso 2. A razo molar de amnia no produto lquido e a vazo do solvente, em mol/h, so, respectivamente, (A) 0,009 e 85 (B) 0,077 e 85 (C) 0,084 e 170 (D) 0,084 e 200 (E) 0,850 e 100

(B)

P1V1 - P2 V2 g -1g -1 P2 V2 - P1V1P2 V2 - P1V1

(C)

(D)

(g - 1)g

(E)

P2 V2 - P1V1 g Cp


54Uma reao exotrmica A + B C conduzida em um reator tanque de mistura perfeita. O calor de reao 500 kJ/kmol. Os reagentes so alimentados a 25 oC e em proporo estequiomtrica. A converso por passe 100%. O produto constitudo de 100 kmol/h de C, cuja capacidade calorfica de 20 kJ kmol-1 K-1. O reator tem uma rea superficial de 20 m2 e no isolado do meio ambiente, que se encontra a 15 oC. O seu coeficiente global de transferncia de calor 400 kJ h-1 m-2 K-1. Nessas circunstncias, a temperatura da corrente de sada, em oC, (A) 16 (B) 18 (C) 22 (D) 27 (E) 30

56Um oleoduto construdo com tubos retos de dimetros D1, D2 e D3, ligados em srie, usado para transporte de um fluido newtoniano e incompressvel com vazo constante. Se D1/D2 = 3 e D2/D3 = 1/2 e designando-se por Re1 , Re2 e Re 3 os nmeros de Reynolds para o escoamento do fluido nos tubos de dimetros D1, D2 e D3, respectivamente, conclui-se que (A) Re1/Re2 = 1/3 e Re2/Re3 = 1/2 (B) Re1/Re3 = 2/3 e Re2/Re1 = 3 (C) Re3/Re2 = 1/2 e Re1/Re3 = 3 (D) Re2/Re3 = 2 e Re1/Re3 = 1/3 (E) Re1/Re2 = 1/3 e Re3/Re2 = 3

57

55ar Patm

1m 2m

No escoamento forado de ar sobre uma placa horizontal aquecida, desenvolve-se a camada limite trmica quando a temperatura do ar for diferente daquela na superfcie da placa. Em relao aos mecanismos de transferncia de calor, compreende-se que (A) a movimentao do fluido a nica responsvel pelo transporte de calor em toda a regio compreendida pela camada limite trmica. (B) o escoamento forado sobre a placa impede que ocorra transferncia de calor por conveco livre (ou natural). (C) os efeitos difusivos so predominantes na regio prxima superfcie da placa e aumentam ao longo da espessura da camada limite trmica. (D) os efeitos de radiao podem surgir com o aumento da temperatura da superfcie, e a troca de calor varia linearmente com a temperatura. (E) o fenmeno de conveco trmica se caracteriza pelo transporte de energia por difuso molecular e pela movimentao global do fluido.

58gua leo

O recipiente ilustrado na figura acima contm gua (densidade r = 1000 kg/m 3), leo (r = 800 kg/m 3 ) e ar (r = 1,2 kg/m3). Sabendo-se que a presso atmosfrica local (Patm) 105 Pa e que a acelerao da gravidade local 10 m/s2, a presso manomtrica no fundo da coluna de leo, em Pa, (A) 1.400 (B) 12.000 (C) 26.000 (D) 30.000 (E) 130.000

Em relao a uma coluna de pratos, INCORRETO afirmar que (A) flooding o fenmeno que acontece quando a quantidade de lquido no prato atinge valores acima dos aceitveis, devido formao de espuma ou grande perda de carga entre os pratos. (B) weeping o fenmeno que ocorre quando a velocidade do vapor muito baixa, de tal forma que o lquido goteja atravs do orifcio, resultando uma baixa eficincia de separao. (C) o lquido circula horizontalmente sobre o prato enquanto o vapor ou gs escoa de forma ascendente; assim, a composio do lquido no varia com a altura de lquido no prato, mas pode variar ao longo do mesmo, estabelecendo o perfil de concentrao desse prato. (D) o arraste de lquido pela fase vapor representa um fator positivo, pois aumenta a variao de concentrao ocorrida em um determinado prato. (E) o domnio satisfatrio de operabilidade de uma coluna definido pelas velocidades ou pelos fluxos do lquido e do vapor.


59Um forno industrial libera gases de exausto que podem ser utilizados para aquecer gua pressurizada em um trocador de calor CT 1-2. A gua escoa, em contracorrente, atravs de tubos cilndricos a uma vazo de 3 kg/s, enquanto os gases de exausto escoam no casco a 2 kg/s. Existem 100 tubos, cada um com 25 mm de dimetro interno e 2,5 mm de espessura. As temperaturas de entrada da gua e dos gases so iguais a 300 K e a 800 K, respectivamente. Os calores especficos da gua e dos gases de exausto so iguais, aproximadamente, a 4.200 J kg-1 K-1 e a 1.000 J kg- 1K-1, respectivamente. A resistncia condutiva da parede do tubo deve ser desprezada. Os coeficientes interno e externo de filme so iguais a 60 W m-2 K-1 e a 200 W m-2 K-1, respectivamente. O nmero de unidades de transferncia 0,90. Considerando-se p = 3, aproximadamente, e de acordo com os dados fornecidos, os valores aproximados para o coeficiente global de transferncia de calor, com base na rea externa, e o comprimento de cada tubo, por passagem, so iguais, respectivamente, a (A) 40 W m-2 K-1 e a 2,5 m (B) 40 W m-2 K-1 e a 5,0 m (C) 46 W m-2 K-1 e a 1,5 m (D) 46 W m-2 K-1 e a 3,0 m (E) 46 W m-2 K-1 e a 5,0 m

60Deve ser projetada uma coluna de destilao com unidades totais para separar uma mistura binria (A + B), lquida saturada, com vazo F mol/h. A razo de refluxo operacional 2. O produto de topo tem uma composio x D e o produto de fundo, uma composio xB.Dados V , L : vazes molares das fases vapor e lquida da seo de absoro; D : vazo molar do produto de topo e y: composio da fase vapor que entra na seo de absoro.

O nmero de unidades de transferncia global lquida da seo de absoro ser dado por Nox = (A) x* a composio da fase lquida em equilbrio com a fase gs na interface. (B) x a composio da fase lquida que est em equilbrio com a fase vapor. (C) xS dado pela equao x s = (D) xe dado pela equao x e =V g y - Dg x D L V g y - Dg x D L

xs

dx (x - x)*

xe

, em que

(E) xs igual composio do produto lquido da coluna.

61Um tanque de flash recebe 600 kmol/h de uma mistura equimolar dos componentes 1 e 2. A frao molar do componente 1, na fase lquida, 0,3, e a sua constante de equilbrio 3. As vazes totais das fases vapor e lquido devem ser, respectivamente, (A) 200 e 400 (B) 250 e 350 (C) 300 e 300 (D) 350 e 250 (E) 400 e 200


62Um reator cataltico foi alimentado com uma vazo de 200 kmol/h de C2H6 para produzir C2H4 e gs hidrognio, conforme a figura abaixo. Diagrama de blocos do processo

64

F

MISTURADOR

E

REATOR R

S

SEPARADOR

P

Em que F = Vazo de alimentao de C2H6; P = Vazo de sada dos produtos; R = Vazo de reciclo de C2H6. A converso global do C2H6, no processo, deve ser igual a 100%, e a converso por passe da mesma substncia, no reator, igual a 90%. Com base nas informaes, conclui-se que a (A) composio molar da corrente de produtos (P) 50% H2, 20% C2H6 e 30% C2H4. (B) vazo de sada da corrente de produtos (P) 10 kmol/h de C2H6, j que a sua converso de 90%. (C) vazo de C2H6 (kmol/h) na entrada do reator (E) deve ser igual vazo de C 2H4 (kmol/h) na corrente de produtos (P). (D) vazo de refluxo (R) , aproximadamente, 28 kmol/h de C2H6. (E) vazo (E) que alimenta o reator , aproximadamente, 220 kmol/h de C2H6. A figura acima representa a curva caracterstica de uma bomba instalada em dado sistema de tubulaes. Na regio de interesse, a curva do sistema pode ser aproximada pela equao H = 10.000Q 10 em que H a carga requerida pelo sistema, em metros de coluna de lquido, e Q a vazo de operao, em m3/s. A vazo de operao, em m3/s, (A) 1,5x103 (B) 2,3x103 (C) 3,7x103 (D) 4,0x103 (E) 5,0x103

65No que diz respeito ao escoamento de fluidos, considere as afirmativas abaixo. I - A cavitao ocorre sempre nas regies de maior presso do fluido em escoamento. II - Em bombas centrfugas, a cavitao ocorre normalmente na entrada do impelidor. III - NPSH requerido a quantidade mnima de energia que deve existir no flange de suco da bomba, acima da presso de vapor do lquido, para que no ocorra cavitao. IV - Para que no ocorra cavitao, basta garantir que o NPSH requerido seja superior ao NPSH disponvel. So corretas APENAS as afirmativas (A) I e II. (B) I e IV. (C) II e III. (D) III e IV. (E) I, II e IV.

63A trajetria de um fluido em um compressor adiabtico que opera reversivelmente representada no Diagrama de Mollier por uma linha (A) horizontal da temperatura inicial at a temperatura final. (B) horizontal da presso inicial at a presso final. (C) horizontal da entalpia inicial at a entalpia final. (D) inclinada da temperatura inicial at a temperatura final. (E) vertical da presso inicial at a presso final.


66Equilbrio lquido-lquido cido actico/gua/ter isoproplico (Fraes mssicas) 20 C, 1 atm)

Considere o texto a seguir para responder s questes de nos 67 e 68. Uma corrente contendo 20% de n-butano (B), 50% de n-pentano (P) e 30% de n-hexano (H), em base molar, com uma vazo de 200 mol/h, alimentada em um tambor de flash (destilao integral) na temperatura de 482 oC. 90% do n-hexano so recuperados na corrente lquida. Sabese que as constantes de equilbrio, nas condies de operao da destilao integral, so KB = 1,8; KP = 0,9; e KH = 0,5.

cido actico 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 ter 0 isoproplico 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 gua

67A vazo da corrente vapor, em mol/h, de (A) 36,4 (B) 50,8 (C) 100 (D) 163,6 (E) 200

100 g de uma mistura cido actico / gua com 60% (em massa) de gua so colocados em contato com 140 g de ter isoproplico puro a 20 0C e 1 atm. Usando o diagrama ternrio, com as linhas de amarraes (linhas tracejadas), as composies em fraes mssicas das fases resultantes dessa mistura (rafinado e extrato) so, aproximadamente, Fase Rafinado Fase Extrato

68A composio molar da corrente lquida (A) 17% de n-butano, 51% de n-pentano e 32% de n-hexano. (B) 32% de n-butano, 17% de n-pentano e 51% de n-hexano. (C) 51% de n-butano, 32% de n-pentano e 17% de n-hexano. (D) 60% de n-butano, 20% de n-pentano e 20% de n-hexano. (E) 70% de n-butano, 10% de n-pentano e 20% de n-hexano.

(A) 0,04 de gua, 0,11 de ci- 0,30 de gua, 0,65 de cido actico e 0,85 de ter do actico, e 0,05 de ter isoproplico. isoproplico.

(B) 0,11 de gua, 0,04 de ci- 0,30 de gua, 0,05 de cido actico e 0,85 de ter do actico e 0,65 de ter isoproplico. isoproplico.

(C) 0,04 de gua, 0,30 de ci- 0,70 de gua, 0,05 de cido actico e 0,66 de ter do actico e 0,25 de ter isoproplico. isoproplico.

69Qual dos processos descritos abaixo pode ser associado variao nula de entropia desse sistema? (A) Reao entre HCl e NH3 formando NH4Cl em um reator fechado e isolado. (B) Vaporizao de um hidrocarboneto em sua temperatura normal de ebulio. (C) Expanso adiabtica de fluido refrigerante em uma turbina. (D) Mistura de 2 gases ideais, em recipiente isolado, mantendo-se constante o volume total. (E) Gerao de energia eltrica em uma pilha.

(D) 0,70 de gua, 0,25 de ci- 0,04 de gua, 0,11 de cido actico e 0,05 de ter do actico e 0,85 de ter isoproplico. isoproplico.

(E) 0,04 de gua, 0,11 de ci- 0,70 de gua, 0,25 de cido actico e 0,85 de ter do actico e 0,05 de ter isoproplico. isoproplico.


70O fluxograma abaixo mostra um exemplo de integrao energtica em processos qumicos. A Corrente 1 resfriada e o seu calor aproveitado para aquecer a Corrente 2 e a Corrente 3, em paralelo.

W 2 = 60 kg/h o T2 = 50 C 2 Cp2 = 10 kJ/kg K 2 T6 = 80 C 1 W 1 = 100 kg/h o T1 = 200 C Cp1 = 10 kJ/kg K 5 3 T3 = 150 C W 4 = 20 kg/h o 4 T4 = 100 C Cp4 = 20 kJ/kg K T7o T5 = 200 C o o

6 8 T8 = 100 C 7o

Considerando-se as informaes pertinentes mostradas no prprio fluxograma, o valor da temperatura T7 , da Corrente 7, em oC, deve ser (A) 110 (B) 120 (C) 130 (D) 140 (E) 150


R

A

SC

U

N

H

O

R17ENGENHEIRO(A) DE PROCESSAMENTO JNIOR

A

SC

U

N

H

O

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p 933 Petrobras2 Tarde Prova13 Eng Proces Jr 20100521