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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
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| UNIDADE: INSTITUTO DE QUÍMICA | ||
| DEPARTAMENTO: DEPTO. DE OPERACOES E PROJETOS INDUSTRIAIS | ||
| DISCIPLINA: Balanço de Massa e Energia | ||
| CARGA HORÁRIA: 60 | CRÉDITOS: 4 | CÓDIGO: QUI08-17370 |
| MODALIDADE DE ENSINO: Presencial | TIPO DE APROVAÇÃO: Nota e Frequência | |
| STATUS | CURSO(S) / HABILITAÇÃO(ÕES) / ÊNFASE(S) |
| Obrigatória | QUI - Engenharia Química (versão 6) QUI - Engenharia Química (versão 7) |
| TIPO DE AULA | CRÉDITO | CH SEMANAL | CH TOTAL |
| Teórica | 4 | 4 | 60 |
| TOTAL | 4 | 4 | 60 |
EMENTA:
Introdução para Cálculos de Engenharia: Unidades e Dimensões, Conversão de Unidades, Sistema de
Unidades, Homogeneidade Dimensional e Grupos Adimensionais, Processos e Variáveis de Processo: Pressão:
Pressão do Fluido e Carga Hidrostática, Pressão Atmosférica, Pressão Absoluta e Pressão Manométrica,
Temperatura, Composição Química: Mol, Massa Atômica, Massa Molecular e Quantidade de Matéria, Fração
em Massa, Fração em Quantidade de Matéria, Massa Molar Média; Concentração e Teor, Conversão de
volumes de Sólidos e de Líquidos em Massa: Massa Específica, Volume Específico, Densidade; Conversão de
Volumes de Gases em Quantidade de Matéria e Massa: Gás Ideal, Condições Padrão, Relação entre
Concentração e Massa Específica para um Gás Ideal; Vazão: Vazão mássica, molar e volumétrica.
? Fundamentos para o Balanço de Massa: Sistema; Processo Químico, Classificação de Processo; Funções
Básicas de Unidades de Processo: Divisor, Misturador, Separador, Reator, Trocador de Calor, Bomba; Balanços:
Equação Geral de Balanço, Simplificações para a Equação do Balanço de Massa; Cálculos de Balanço de Massa:
Diagramas de Blocos de Processos ou Fluxogramas, Mudança de Escala de Fluxogramas, Base de Cálculo,
Análise de Graus de Liberdade e Fontes de Equações, Procedimento Geral para Cálculos de Balanço de Massa
para Processos com uma única Unidade, Balanço de Massa com Múltiplas Unidades; Reciclo e Desvio (Bypass)
? Fundamentos de Estequiometria: Equação Estequiométrica, Bases da Estequiometria: Razão Estequiométrica,
Reagente Limitante, Reagente em Excesso, Conversão, Extensão de Reação, Reações Múltiplas, Rendimento e
Seletividade, Extensão de Reação para Reações Múltiplas; Balanços com Espécies Reativas: Balanços de
Espécies Moleculares, Balanço de Espécies Atômicas, Balanços Utilizando Extensões de Reações, Análise de
Graus de Liberdade para Processos Reativos, Reações Químicas Independentes
? Reações de Combustão: Ar Teórico e Ar em Excesso, Balanço de Massa em Processos com Reações de
Combustão; Reação com Separação de Produto e Reciclo, Conversão Global e Conversão por Passe, Reação
com Reciclo e Purga; Processos com Múltiplas Unidades e Reações em Regime Permanente.
? Energia e Balanço de Energia para Sistemas Fechado e Aberto: Unidades de Energia, Formas de Energia,
Variáveis Intensiva e Extensiva, Propriedades Específicas, Transferência de Energia, Primeira Lei da
Termodinâmica, Balanço de Energia em Sistemas Fechados, Balanço de Energia em Sistemas Abertos em
Regime Permanente.
? Tabelas de Dados Termodinâmicos, Estados de Referência e Propriedades de Estado, Balanço de Energia:
Dados Termodinâmicos, Estados de Referência e Propriedades de Estado; Tabelas de Vapor dágua,
Interpolação; Balanço de Energia: Caminhos de Processos Hipotéticos, Variações de Energia Interna e Entalpia,
Mudança de Fase Calor Latente, Procedimento para Cálculos de Balanço de Energia, Balanços para Processos
sem Reação Química.
? Balanços de Energia com Reação; Entalpia de Reação; Medida e Cálculo de Entalpia de Reação: Lei de Hess;
Reações de Formação e Entalpia de Formação; Entalpia de Combustão
? Balanço de Energia com Reação: Métodos para Balanço de Energia com Reação: Método da Entalpia de
Reação, Método da Entalpia de Formação, Procedimento para Cálculos de Balanço de Energia com Reação;
Método da Entalpia de Reação: Caminho de Processo Hipotético; Método da Entalpia de Formação: Caminho
de Processo Hipotético
? Combustíveis e Combustão: Combustíveis, Terminologia: Poder Calorífico, Poder Calorífico Superior, Poder
Calorífico Inferior; Temperatura Adiabática de Chama.
? Balanços de Massa e Energia em Condições de Regime não Permanente.
OBJETIVO(S):
Apresentar aos alunos as técnicas para a formulação e solução de problemas de balanço de massa e energia,
capacitando-os para abordar problemas desta natureza em processos químicos industriais.
BIBLIOGRAFIA: Indio do Brasil, N., Introdução à Engenharia Química, 3ª Edição, Editora Interciência, 2013.
Felder, R. M., Rousseau, R. W., Princípios Elementares dos Processos Químicos, 4ª Edição, LTC, 2017.
Utgikar, V., Introdução à Engenharia Química - Conceitos, Aplicações e Prática Computacional, LTC, 2019.