Questão de Engenharia Química e Química Industrial — Balanço de Massa e Energia — INSTITUTO MAIS 2023
Engenharia Química e Química IndustrialBalanço de Massa e Energia
- Código
- qq973042
- Banca
- INSTITUTO MAIS
- Órgão
- Prefeitura de Santos - SP
- Ano
- 2023
- Nível
- Superior
- Cargo
- Engenheiro Químico
O gesso é um material aglomerante, obtido a partir da Gipsita, mineral abundante em terrenos cretáceos no Brasil, como o polo gesseiro do Araripe, estado de Pernambuco. Seu principal componente é o Sulfato de Cálcio di-hidratado. Por meio de calcinação, parte da água de hidratação é retirada e o mineral é moído para formar um pó, usado na construção civil e na medicina, entre muitas outras aplicações. Quando se reidrata o Sulfato de Cálcio hemi-hidratado, com cerca de um terço de seu peso em água, ele volta ao seu estado di-hidratado. Nesse processo, o gesso endurece em alguns minutos, em uma reação perceptivelmente exotérmica, vista abaixo:CaSO₄ . ½ H₂O (s) + 3/2 H₂O (liq) ➞ CaSO₄ . 2 H₂O (s) + Energia (Calor)Analisando a variação de entalpia dessa reação:
Um paciente, que teve a perna engessada para imobilização ortopédica, se queixou que o gesso esquentou muito enquanto endurecia. Pode-se estimar a temperatura máxima da peça de gesso assim que se endurece, com base nos dados de entalpia da reação acima, fazendo as seguintes considerações:- A temperatura ambiente na sala ortopédica ficou estável em 21 °C, não se alterando enquanto o gesso foi aplicado e endureceu;- A pressão não variou ao longo do processo de endurecimento do gesso e os valores de entalpia de cada substância não são dependentes da temperatura;- Todo o calor liberado pela reação seria expresso no aumento de temperatura da peça de gesso([ΔHoReação] = ΔHoAquecimento do Gesso).Assim, calculando com base na equação de Kirchhoff:n . [ΔHoReação] = n . Cp . ΔTOnde:n = Número de molesCp = Capacidade Calorífica do Gesso = 186,2 Joules.K-¹.mol-¹ΔT = Variação da Temperatura da peça de Gesso(Temperatura final ºK – Temperatura Inicial do Gesso ºK)Dada a equação de conversão entre °K (kelvin) em °C (celsius):°C = °K - 273,15Depois de aplicar o cálculo, considerando que toda a energia térmica da reação fosse acumulada no gesso, com relação à temperatura do gesso, é correto afirmar que
Um paciente, que teve a perna engessada para imobilização ortopédica, se queixou que o gesso esquentou muito enquanto endurecia. Pode-se estimar a temperatura máxima da peça de gesso assim que se endurece, com base nos dados de entalpia da reação acima, fazendo as seguintes considerações:- A temperatura ambiente na sala ortopédica ficou estável em 21 °C, não se alterando enquanto o gesso foi aplicado e endureceu;- A pressão não variou ao longo do processo de endurecimento do gesso e os valores de entalpia de cada substância não são dependentes da temperatura;- Todo o calor liberado pela reação seria expresso no aumento de temperatura da peça de gesso([ΔHoReação] = ΔHoAquecimento do Gesso).Assim, calculando com base na equação de Kirchhoff:n . [ΔHoReação] = n . Cp . ΔTOnde:n = Número de molesCp = Capacidade Calorífica do Gesso = 186,2 Joules.K-¹.mol-¹ΔT = Variação da Temperatura da peça de Gesso(Temperatura final ºK – Temperatura Inicial do Gesso ºK)Dada a equação de conversão entre °K (kelvin) em °C (celsius):°C = °K - 273,15Depois de aplicar o cálculo, considerando que toda a energia térmica da reação fosse acumulada no gesso, com relação à temperatura do gesso, é correto afirmar que- Anão se pode precisar, pois dependeria da massa total de gesso na peça, não informada.
- Bpoderia chegar a mais de 100 °C.
- Cficaria inferior a 25 °C.
- Dficaria abaixo de 25 °K.