Lista de Exercícios 1

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Lista de Exercícios – Operações Unitárias – 02/2021 
 
1) Dez metros cúbicos (10m3) de uma solução de cloreto de sódio (NaCl – 2 M) são 
misturados com 15m3 de uma solução de sulfato de amônio ((NH4)2SO4 – 1 M). Supondo 
constantes e iguais as massas específicas das duas soluções e da solução resultante, 
obtenha as concentrações em g/l dos íons cloreto (Cl-) e amônio (NH4 
+) na solução 
resultante. 
 
2) Uma das etapas do processo de produção de açúcar é a clarificação do caldo com a 
queima de enxofre (S) produzindo SO3 que em contato com a água presente no caldo, 
gera H2SO4 e abaixa o pH do caldo, precipitando e flotando impurezas presentes no caldo 
de cana. Trata-se de um processo contínuo com reação no estado estacionário. A reação 
global é dada por: 
 
 
 
Se uma unidade de sulfitação processar 200 m3/h de caldo de cana reduzindo o pH do 
caldo de 6,0 para 3,0; calcule as vazões de alimentação requeridas de enxofre (em kg/h) 
e de ar (em m3/h a 30ºC e 1 atm), supondo que o mesmo esteja em excesso de 40%. 
 
3) No processo Haber-Bosch de produção de amônia, o hidrogênio (H2) proveniente de 
gás natural e o nitrogênio (N2) proveniente do ar reagem em condições elevadas de 
pressão e temperatura (200 atm e 450ºC), de acordo com a seguinte equação: 
 
 
Os reagentes são alimentados no processo na razão molar de 2 mols H2/1 mol N2, e a 
conversão global em relação ao hidrogênio (XG) é de 95%. Considerando que a unidade 
de separação recicla 98% dos reagentes não convertidos no reator, calcule a conversão no 
reator e a taxa de reciclo numa planta que produz 100 toneladas de NH3 por dia. 
 
4) Vapor de água à 600 kg/h entra em uma turbina à 80 m/s. O vapor deixa a turbina em 
um ponto 7 m abaixo da entrada a 300 m/s. A turbina libera 400 kW de potência e as 
perdas de calor associadas são de 6000 kcal/h. Calcule a variação da entalpia específica 
do processo. 
 
5) Deseja-se produzir 250 kg/h de metanol (M) a 150ºC e 1 atm a partir de metanol a 25ºC 
e 1 atm, utilizando um trocador de calor bem isolado. Como fluido de aquecimento 
utiliza-se a água (A) que alimenta o trocador a 10 bares e 200ºC e o deixa a 85ºC e 1 bar. 
Calcular a vazão volumétrica de água (em m3/h) que alimenta o trocador.