25/03/2015. Profª Drª Tânia Regina de Souza. Balanço de massa. ESTEQUIOMETRIA INDUSTRIAL Conceitos - Balanço de Massa

Documentos relacionados
Análise de processos químicos (relembrando) Balanço de massa (ou material)

01/04/2019. Sistemas. Fronteira. Fronteira. Tipos de sistemas. Tipos de sistemas BALANÇO DE MASSA EM PROCESSOS

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA - EEL. Prof. Geronimo

Profa. Dra. Milena Araújo Tonon Corrêa

Prof. Msc. Gabriel Henrique Justi.

Disciplina : Termodinâmica. Aula 13 Análise da massa e energia aplicadas a volumes de controle - Regime Transiente

PQI 3211 LISTA DE EXERCÍCIOS BALANÇOS MATERIAIS COM REAÇÕES QUÍMICAS

TERMODINÂMICA APLICADA

CONCURSO PÚBLICO EDITAL Nº 03 / 2015

Exercícios e exemplos de sala de aula Parte 1

Balanço de Massa. Processo de Extração Destilação

Cap. 4: Análise de Volume de Controle

1ª Lei da Termodinâmica lei da conservação de energia

TERMODINÂMICA. Aula 2 Introdução à Termodinâmica Sistema Fase Substância Equilíbrio

Disciplina : Termodinâmica. Aula 10 Análise da massa e energia aplicadas a volumes de controle

Controle de Processos Aula: Balanços de massa e de energia

Problema 1 Problema 2

Introdução. Exergia ou Disponibilidade máximo trabalho útil que pode ser obtido de um sistema em um determinado estado e em um ambiente especificado.

Gabarito do Trabalho T1 - Termodinâmica Ambiental

PME 3344 Exercícios - Ciclos

ENC 2003 ENGENHARIA QUÍMICA. Questão 1. 9,0 ln 8,0 = =0,0004 KW. x x6,2x1. Padrão de Resposta Esperado. Usando unidades SI. T e.

PARTE III Balanço de massa

Operações Unitárias Parte II

Disciplina: Sistemas Térmicos

Disciplina : Termodinâmica. Aula 16 Entropia

Mecânica dos Fluidos. Aula 18 Exercícios Complementares. Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues

Mecânica dos Fluidos

Profa.. Dra. Ana Maria Pereira Neto

PQI 3103 LISTA DE EXERCÍCIOS II 2018 BALANÇOS MATERIAIS SISTEMAS EM REGIME PERMANENTE SEM REAÇÕES QUÍMICAS

Exemplos. Prof. Marcelo Henrique. Exemplo 1 Produção de suco concentrado de laranja

Conservação de Energia

BALANÇOS DE MASSA EM PROCESSOS COM REAÇÃO

LEI DE GAUSS FLUXO DE UM CAMPO VETORIAL. ɸ = v.a (1) 08/04/2015. Bacharelado em Engenharia Civil. Do que se trata a Lei de Gauss?

Aula 6 Dimensionamento de grandes equipamentos de usinas termoelétricas

a) Qual deverá ser o volume do PFR para converter 80% de A em fase líquida? Considerar alimentação a 44 L min -1 e C A0 = C B0 = 1 mol L -1

PME 3344 Termodinâmica Aplicada

Análise do Volume de Controle

Essa relação se aplica a todo tipo de sistema em qualquer processo

LOQ Fenômenos de Transporte I

Módulo III Desigualdade de Clausis, Entropia, Geração de Entropia.

Equações diferencias ordinárias - Exercícios

DESTILAÇÃO. Prof.: Dr. Joel Gustavo Teleken

Módulo VI - 1ª Lei da Termodinâmica Aplicada a Sistemas Fechados. Processos Politrópicos, Balanço de Energia

2 CONVERSÃO, SELETIVIDADE, RENDIMENTO E EFICIÊNCIA

Lista de Exercícios Solução em Sala

1. DESCRIÇÃO DO PROCESSO PLANTA PILOTO

PQI 3103 Conservação de Massa e Energia

A 1 a lei da termodinâmica para um sistema transiente é:

QUÍMICA. Transformações Químicas. Sistemas Gasosos Lei, Teoria Cinética, Equação e Mistura dos Gases Princípio de Avogadro Parte 4

Controle de Processos Aula: Balanço de energia

5ª LISTA - EXERCÍCIOS DE PROVAS Lei de Raoult

Termodinâmica Seção 05-1ª Lei da Termodinâmica para Volume de Controle

m = P 1V 1 R T 1 = 0,697 kg

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ENGENHARIA QUÍMICA LOQ 4017 OPERAÇÕES UNITÁRIAS EXPERIMENTAL II

CONCEITOS BÁSICOS EM ENGENHARIA QUÍMICA

Conteúdo. 1 Introdução e Comentários Preliminares, Propriedades de uma Substância Pura, 53

Disciplina: Sistemas Térmicos

Catálise heterogênea. Catalisador sólido. Reação na interface sólido-fluido

Análise Energética para Sistemas Abertos (Volumes de Controles)

3. Um gás ideal passa por dois processos em um arranjo pistão-cilindro, conforme segue:

OPERAÇÕES UNITÁRIAS II

PQI-2407 Controle de Processos da Indústria Química Exercícios Lista 1

Capítulo 5: Análise através de volume de controle

LOQ Fenômenos de Transporte I

PROMOVE NOÇÕES DA CADEIA DE PETRÓLEO

Tópicos em Simulação e Otimização de Processos Aula 2: Modelos Matemáticos de Processos & Exemplo Aplicado

DEPARTAMENTO DE ENERGIA LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS FLUIDOS

UNIDADES DIDÁTICAS PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS I REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS I 05/03/2015 APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA

MÁQUINAS TÉRMICAS E PROCESSOS CONTÍNUOS

Química Tecnológica Professor Claudio Roberto Duarte

Exercício. Questão 48 Engenheiro de Processamento Petrobras 02/2010

MOTORES TÉRMICOS AULA MISTURAS REAGENTES E COMBUSTÃO

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Termodinâmica. Primeira Lei da Termodinâmica. v. 1.1

Instruções. Leia as questões antes de respondê-las. A interpretação da questão faz parte da avaliação.

Físico-Química I. Profa. Dra. Carla Dalmolin. Misturas Simples. Termodinâmica das Misturas Propriedades das Soluções Atividade

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Termodinâmica. Primeira Lei da Termodinâmica para volume de controle. v. 1.1

EM34F Termodinâmica A

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR PALOTINA MESTRADO - BIOENERGIA BIOETANOL

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA - USP DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA DESTILAÇÃO DIFERENCIAL PROF. DR. FÉLIX MONTEIRO PEREIRA

PME 3344 Termodinâmica Aplicada

PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS I APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA

Propriedades de uma substância pura

Curso de Engenharia Química Operações Unitárias II 2017/2. Prof. Rodolfo Rodrigues. Exercício 1* (Geankoplis, 2003, Exemplos e 12.

EM34F Termodinâmica A

Nome: Nº Sala. Hipóteses: o ar é gás perfeito ( R

Destilação Binária em Batelada

Módulo V Balanço de Entropia para Sistemas Fechados. Balanço de Entropia para Volume de Controle.

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS E INSTALAÇÕES

BC1309 Termodinâmica Aplicada

ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS

PME 3344 Exercícios - Ciclos

Fluxogramas de processo

SISTEMAS TÉRMICOS PME 2378 INTRODUÇÃO ÀS CIÊNCIAS TÉRMICAS - Alberto Hernandez Neto Direitos ais reservados Proibida a reprodução desse material sem a

Sétima aula. Segundo semestre de 2015

Termodinâmica e Sistemas Térmicos. Prof. M.Sc. Guilherme Schünemann

TERMODINÂMICA. Propriedades Independentes de uma Substância Pura

FENÔMENOS DE TRANSPORTES AULA 1 FLUIDOS PARTE 1

Transcrição:

Balanço de massa. SISTEMA É qualquer parte de matéria ou de um equipamento escolhido arbitrariamente para que se possa analisar o problema. Exemplos: um reator químico, uma coluna de destilação, assim como, uma quantidade arbitrária de uma substância, tal como 1m³ de vapor d água à 200kPa e 500K. Um sistema fechado é quando a massa não atravessa os seus limites, embora a energia possa cruzá-lo. Um sistema aberto ou em escoamento, é quando a massa e/ou a energia cruzam os limites do sistema. Um sistema isolado, é quando nem a massa nem a energia cruza os seus limites. Exemplo de sistema fechado 1 componente. 1

Exemplo de sistema aberto em regime permanente 1 componente Exemplo de sistema aberto em regime transiente com acúmulo positivo (vazão de saída menor que a de entrada) 1 componente. Exemplo de sistema aberto em regime transiente com acúmulo negativo (vazão de entrada menor que a de saída) 1 componente. 2

Exemplo de sistema aberto em regime permanente 2 componentes. CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS (quanto aos fluxos) Operação em Batelada: Sistema fechado após alimentação e aberto para retirada do produto. Exemplos: cozimento em panela de pressão, fabricação de antibióticos. Operação Contínua: Sistema permanentemente aberto para entrada e saída de massa. Exemplos: produção de vapor em caldeiras, bombeamento e retirada de um fluído num tanque a uma mesma vazão. Operação Semi contínua: Sistema fechado para um componente e aberto para outro. Exemplos: borbulhamento de um gás em um meio líquido. 3

entra sai F A = F A + r A d(m A )/dt 4

O Balanço de massa pode ser aplicado a sistemas de um ou mais componentes, com ou sem reação química. Regime permanente: o termo de acúmulo é nulo ENTRA SAI + PRODUÇÃO CONSUMO = 0 ENTRA = Sai (sem reações químicas) Regime transiente: há o termo de acúmulo ENTRA SAI + PRODUÇÃO CONSUMO = ACÚMULO ENTRA SAI = ACÚMULO (sem reações químicas) ETAPAS A SEREM SEGUIDAS NO BALANÇO DE MASSA 1. Visualizar e montar um esquema simplificado do processo ou operação em questão. 2. Montar um fluxograma simplificado, indicando todos os dados de entrada e saída e composição de misturas quando ocorrerem. 3. Adotar uma base de cálculo adequada, ou seja, trabalhar com grandezas e unidades que sejam coerentes entre si. 4. Identificar unidades que estejam sendo empregadas e efetuar as conversões necessárias já no início. 5. Escrever o BMT (balanço material total): Utilização da Lei de Conservação da Massa para o sistema ou operação. 6. Escrever o BMP (balanço material parcial): Utilização da Lei de Conservação da Massa para cada um dos participantes. 5

Exercício 1: Duas misturas metanol-água de composições diferentes estão contidas em recipientes separados. A primeira mistura contém 40% de metanol em massa e a segunda 70% metanol em massa. Se 200g da primeira mistura são combinados com 150g da segunda mistura, qual a massa e a composição do produto. Considerar que não há reação entre o metanol e a água. Exercício 2: Deseja-se produzir H 2 SO 4 a 18,63% a partir de 200,0 kg de H 2 SO4 a 77,7% e uma solução de H 2 SO4 a 12,43%. Qual a quantidade de solução a 18,63% obtida? Desenhe o fluxograma do processo. Exercício 3: Misturam-se duas soluções aquosas de sacarose. Uma com 20% em massa e outra com 3%. Sabe-se que a quantidade final de solução obtida é o dobro da solução a 3% e que se utilizam 80kg de solução a 20%. Realize o balanço material dessa unidade. 6