QUI 1802 final exam final_05 - PUC-Rio - QUI 1802...

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PUC-Rio - QUI 1802 – Termodinâmica para Engenharia Química Professor: Jacques Niederberger prova final – página 1 de 6 PUC-Rio – Departamento de Química QUI 1802 – Termodinâmica para Engenharia Química Prova final – 12/12/2005 1) Um m 3 de nitrogênio, inicialmente a 300 K e 1 bar, sofre as seguintes mudanças reversíveis: ele é comprimido isotermicamente até um determinado ponto e em seguida é aquecido a volume constante até 600 K e 10 bar. Calcule Q, W, H t , U t e S t para cada etapa e para o processo global. Considere o nitrogênio como um gás ideal com C P = (7/2)R e C V = (5/2)R. 2) (Questão 3 do Exame Nacional de Cursos – Provão, de 2003) A figura abaixo representa o diagrama de fases da água na forma P (pressão) – T (Temperatura). Sabe-se que: água, no planeta Terra, pode existir nos três estados de agregação, numa ampla faixa de pressão e temperatura; água, no planeta Vênus, está restrita à fase gasosa, numa ampla faixa de temperatura, porém a baixas pressões; água, no planeta Marte, ocorre em pequenas concentrações, porém pode existir ou como gás, ou como gelo. A partir dessas informações, desenhe, qualitativamente, um diagrama P - T para a água, ressaltando as regiões em que ocorre água em cada um dos três planetas, identificando-as com as letras T (Terra), V (Vênus) e M (Marte).
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PUC-Rio - QUI 1802 – Termodinâmica para Engenharia Química Professor: Jacques Niederberger prova final – página 2 de 6 3) Um gás combustível constituído por 94% de metano e 6% de nitrogênio, em base molar, é queimado com 35% de excesso de ar em um aquecedor de água contínuo. Tanto o gás combustível quanto o ar entram secos e a 25 o C. Uma vazão de água de 34 kg s -1 é aquecida de 25 a 95 o C. O gás de exaustão deixa o aquecedor a 210 o C. Do metano alimentado, 70% queimam até dióxido de carbono e 30% queimam até monóxido de carbono. Qual é a vazão de gás combustível necessária se não houver perdas de calor para as vizinhanças ? Dados: componente H o f 298 , J/mol Cp/R médio entre 25 e 210 o C CH 4 (g) -74.520 4,9 CO (g) -110.525 3,6 CO 2 (g) -393.509 5,1 H 2 O (g) -241.818 4,1 O 2 (g) - 3,7 N 2 (g) - 3,5 componente Cp/R médio entre 25 e 95 o C H 2 O (l) 9,1 4) UnB / CESPE – PETROBRAS - Processo Seletivo Público para os cargos de Engenheiro de Processamento Jr. e Químico de Petróleo Jr, realizado em 28/03/2004. As questões consistem em afirmativas a respeito de um determinado processo e/ou sistema. Indique se as afirmativas são verdadeiras (V) ou falsas (F) (originalmente, cada resposta errada elimina uma resposta certa. Nesta prova este critério não será aplicado). Considerando o ar como fluido de trabalho (gás perfeito), inicialmente a uma pressão P1, temperatura T1 e volume V1, submetido a diversos processos termodinâmicos, todos reversíveis, em sistema fechado, julgue os seguintes itens.
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