Balanços Mássicos e Energéticos

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I e II, Álgebra Linear e Geometria Analítica, Química Geral, Química Analítica, Química Orgânica, Física I e II.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas tradicionais com ilustração da aplicação dos conceitos e recurso a meios audiovisuais.

As aulas teórico-práticas consistem no esclarecimento de dúvidas e resolução de problemas.

Resultados de Aprendizagem

1- Compreender um diagrama de processo e identificar unidades de: separação, reação, transferência de calor;

2- Saber aplicar  metodologia de análise da informação contida na descrição de um processo ou nos diagramas de processo;

3 - Compreender os conceitos inerentes à equação do balanço mássico e energético;

4- Competência para resolver problemas de balanços mássicos e energéticos recorrendo a uma metodologia sistemática de procedimentos;

5- Resolver balanços mássicos simples em regime transiente;

6- Saber interpretar diagramas de equilíbrio de fases em sistemas binários e ternários. Trabalhar com diagramas triangulares e aplicar a regra da alavanca. 

Estágio(s)

Não

Programa

(i) Balanços mássicos: Princípios da conservação; Balanços mássicos em sistemas sem reacção química; Configurações de multiunidades particulares. Correntes de reciclagem,  by-pass e purga; Balanços em sistemas com reacção química; Reagente limitante e conversão; Balanços aos elementos e às espécies.

(ii) Balanços energéticos: Equação geral; Determinação de entalpias; Processos a temperatura variável; Mudanças de fase; Processos de mistura; Balanços energéticos em sistemas com reacção química; Entalpia de reacção; Definição de estados de referência; Calores de combustão; Capacidades caloríficas médias de gases.  

(iii) Balanços mássicos em regime transiente.  

(iv) Diagramas de equilíbrio de fases. Sistemas binários. Regra da alavanca. Sistemas do tipo eutético. Curvas de arrefecimento. Sistemas do tipo peritético. Classificação das transformações. Sistemas ternários. Diagramas triangulares. Sistemas de três líquidos com miscibilidade parcial. Sistemas com fases sólidas.

Docente(s) responsável(eis)

Fernando Pedro Martins Bernardo

Métodos de Avaliação

Avaliação
Mini Testes: 30.0%
Exame: 70.0%

Bibliografia

Felder, R.M., Rousseau, R.W., Elementary Principles of Chemical Processes, 4th edition, John Wiley & Sons, Canada, 2005.

Himmelblau, D.M. e Riggs, J.R., “Basic Principles and Calculations in Chemical Engineering”, 8ª ed., Prentice Hall, New York, 2012

Fonseca, I.M.F, Ana Paula V. Egas, Fundamentos de Balanços de Energia, Imprensa da Universidade de Coimbra, 2009.

Balanços Mássicos e Análise do Grau de Liberdade, Caderno de Engenharia Química Nº 9, I. M. A. Fonseca, 2007.

 Reklaitis, G.V., Introduction to Material and Energy Balances, 1st edition, John Wiley & Sons, USA, 1983.

Atkins, P., Paula, J. Physical Chemistry, Oxford University Press Inc., N.Y., 11th edition, 2017.

John, V.B., Understanding Phase Diagrams, Palgrave, London, 2014.

Francis, A.W., Liquid-Liquid Equilibriums, John Wiley & Sons, New York, 1963.

West, D.R.F., Ternary Equilibrium Diagrams, Chapman and Hall Ltd, London, 1982.