ficha 2 (variável) - setor de tecnologia

Ministério da Educação UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Setor de .Exatas Departamento de Química

Ficha 2 (variável)

Disciplina: Físico-Química II (CQ 047) Código: CQ047

Natureza: (X ) Obrigatória ( ) Optativa

( ) Semestral ( ) Anual ( ) Modular

Pré-requisito:

CQ046 ou TQ412 Co-requisito:

Modalidade: ( ) Presencial ( ) Totalmente EaD ( )_________

*C.H.EaD

CH Total: 30

CH semanal: 02 Padrão (PD): 30

Laboratório (LB): 00 Campo (CP): 00

Estágio (ES): 00

Orientada (OR): 00

Prática Específica (PE): 00

Estágio de Formação

Pedagógica (EFP): Extensão (EXT): 00

Prática como Componente Curricular (PCC): 00

Indicar a carga horária semestral (em PD-LB-CP-ES-OR-PE-EFP-EXT-PCC) *Indicar a carga horária que será à distância.

EMENTA (Unidade Didática)

Fenômenos de superfície. Equilíbrio de fases.

PROGRAMA (itens de cada unidade didática)

1-) Fenômenos de superfície: Tensão superficial, propriedades de superfícies curvas, ação capilar. Surfactantes, concentração superficial de excesso, filmes de Langmuir-Blodgett, Forças de adesão e coesão, Tensão interfacial, aderência entre líquidos e líquidos com sólidos. Adsorção em superfícies sólidas, adsorção física e química.

2-) Equilíbrio de fases: Condição de equilíbrio entre fases em termos de potencial químico. A regra das fases. Equação de Clapeyron. Diagrama de fase para substâncias puras. Definição de solução ideal, termodinâmica de misturas, potencial químico de solução ideal, equação de Gibbs-Duhem. Soluções de dois líquidos voláteis, potencial químico de líquidos, diagrama de fase temperatura composição, equilíbrio líquido-vapor, destilação, azeótropos. Lei de Raoult e Lei de Henry. Equilíbrio entre fases líquidas. Equilíbrio sólido-líquido, diagramas eutéticos, diagramas incluindo formação de compostos, ponto de fusão incongruente. Miscibilidade total e parcial no estado sólido. Diagramas de fase triangulares para sistemas de três componentes, líquidos parcialmente miscíveis.

OBJETIVO GERAL

Controlar processos químicos que envolvam transição e equilíbrio de fases e avaliar o papel das superfícies de materiais em processos físico-químicos.

OBJETIVO ESPECÍFICO Utilizar o conceito de tensão superficial para interpretar o papel da nucleação na formação de fases líquidas, o fenômeno da capilaridade e a formação de bolhas. Descrever métodos experimentais para determinação da tensão superficial. Avaliar o efeito da tensão interfacial na aderência entre fases. Descrever a ação de surfactantes sobre a tensão superficial e avaliá-la quantitativamente através da equação de tensão superficial de Gibbs. Descrever e classificar coloides. Descrever métodos de preparação de coloides. Descrever termodinamicamente e em termos de ligação o processo de adsorção, distinguindo adsorção física e química. Descrever quantitativamente (através de isotermas) o processo de adsorção, mostrando como obter isotermas experimentais através de dados da variação da cobertura fracional com a pressão. Calcular, através dos parâmetros das isotermas, a área efetiva ocupada por moléculas adsorvidas em superfícies. Utilizar a regra das fases para determinar o estado de equilíbrio de sistemas com várias fases e componentes. Interpretar termodinamicamente curvas de pontos de fusão e ebulição. Descrever mudanças de fase de soluções ideais e a influência de solutos em baixa concentração nas mudanças de fase do solvente. Descrever o processo de destilação de soluções ideais e de azeótropos, calculando o rendimento e a pureza do destilado. Descrever, através de diagramas de fase, o estado de misturas de líquidos

Plano Ficha 02- CQ047-Elisa Souza Orth atualizado (3457646) SEI 23075.017807/2021-46 / pg. 1


parcialmente miscíveis, misturas de sólidos e líquidos e misturas de sólidos. Calcular, através de diagramas de fase triangulares e a composição das fases de uma mistura de três líquidos parcialmente miscíveis.

PROCEDIMENTOS DIDÁTICOS 20 vagas para Engenharia Química/Química As aulas serão realizadas via Microsoft Teams, e gravadas, sendo disponibilizadas para os alunos assistirem em horário alternativo. As aulas consistirão do conteúdo teórico, resolução de exercícios e apresentação de vídeos.

FORMAS DE AVALIAÇÃO

A avaliação contará com:

1-) Três atividades de resolução de exercícios: atividade 1 (curvas de equilíbrio), atividade 2 (termodinâmica de fases) e atividade 3 (diagramas de fases); os alunos terão uma aula de 2h para resolver como atividade domiciliar e terá uma aula para tirar dúvidas de todos exercícios

2-) Prova envolvendo curvas de equilíbrio, termodinâmica de fases e diagramas de fases

3-) Trabalho final envolvendo tensão superficial, suas consequências e aplicações: os tópicos do assunto serão sorteados entre equipes de alunos terão que 6h para preparo e consulta à professora sobre o trabalho, onde deverão apresentar o conceito sorteado e dar um exemplo de aplicação (com fotos) e escolher um vídeo disponível online que ilustre o efeito/ ou experimento relacionado. A média final será: Média = (Atividade 1+Atividade 2+Atividade 3)/3*0,3+Prova*0,3+Trabalho*0,4 A contabilização da frequência será feita pelos exercícios entregues, trabalhos e prova.

CRONOGRAMA

Aula terça 13:30-15:30

MAIO

04/05 Aula 1 – Síncrona - Apresentação – 2h

11/05 Aula 2 – Síncrona - Curvas de equilíbrio – 2h

18/05 Aula 3 – Assíncrona - Resolução exercícios -Atividade 1– entregar 18/05 – 2h

25/05 Aula 4 – Síncrona - - Termodinâmica de misturas -2h

JUNHO

01/06 Aula 5 – Assíncrona - Resolução exercícios –Atividade 2- Entregar 01/06 – 2h

08/06 Aula 6 – Síncrona - Diagrama de fase parte 1 – 2 h

15/06 Aula 7 – Síncrona - Diagrama de fase parte 2 – 2 h

22/06 Aula 8 – Assíncrona - Resolução exercícios –-Atividade 3 - Entregar 29-06 – 2h

29/06 Aula 9 – Assíncrona – Resolução exercícios, semana de estudo e período para tirar dúvidas

exercícios – 2h

JULHO

06/07 Aula 10 – Síncrona - Prova 1 (curvas de equilíbrio, termodinâmica de fases e diagramas de

fases)

13/07 Aula 11 – Síncrona - Apresentação do trabalho final, sorteio dos pontos; Apresentação de

conceitos; Entregar trabalho 03/08; -2h

20/07 Aula 12 – Assíncrona - Período para realização do trabalho – 2h

27/07 Aula 13 – Assíncrona - Período para realização do trabalho – 2h



AGOSTO

03/08 Aula 14 – Assíncrona – Período para realização do trabalho, tirar dúvidas e finalização do

trabalho –2h

10/08 Aula 15 – Síncrona - Apresentação dos trabalhos entregues; Todos trabalhos devem ser

entregues.

Até

14/08

Divulgação notas finais

17/07 Exame final

BIBLIOGRAFIA BÁSICA (mínimo 03 títulos)

• Mortimer R.G. Physical Chemistry 2000 2nd Ed. Academic Press. (https://www.sciencedirect.com/book/9780125083454/physical-chemistry)

• Atkins, P. Físico-Química Vol. 1 e 2. 9 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

• Daltin, D. Tensoativos – Química, propriedades e aplicações. São Paulo: Edgard Blücher, 2011. • Todo o material de aula (slides e listas) serão disponibilizados em pdf.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR (mínimo 05 títulos)

• Levine, I.N. Físico-Química. Vol.1 e 2. 6 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

• Burrows, A.; Holman, J.; Parsons, A.; Piling, G.; Price, G. Química3: introdução à química

inorgânica, orgânica e físico-química:Vol.1 e 2. Rio de Janeiro: LTC, 2012.

• Shaw, D. J. Introduction to colloid and surface chemistry (colloid and surface engineering). Oxford

Butterworth-Heinemann, 1992.

• Hiemenz, P.C. Principles of colloid and surface chemistry. 3rd ed . New York: M.Dekker, 1997.

• Myers, D. Surfaces, Interfaces, and Colloids: Principles and Applications. 2a Ed., John Wiley &

Sons, Inc, 1999. • Artigos selecionados da Química Nova na Escola, Revista Virtual de Química, disponíveis online,

Professor da Disciplina: _____Elisa Souza Orth_____________________________________

Assinatura: __________________________________________

Chefe de Departamento ou Unidade equivalente: __________________________________________

Assinatura: __________________________________________


https://www.sciencedirect.com/book/9780125083454/physical-chemistry

Ficha 2 (variável) Ano Letivo 2020 Suplementar – Resolução 23/2021-

CEPE/UFPR

Disciplina: Integração III Código: TQ075

Natureza: ( x) Obrigatória ( ) Optativa

(x ) Semestral ( ) Anual ( ) Modular

Pré-requisito: Co-requisito: Modalidade: ( ) Presencial ( x ) Totalmente EaD ( ).............. % EaD*

CH Total: 15

CH semanal: 01 Padrão (PD): 0 Laboratório (LB): 0 Campo (CP): 0 Estágio (ES): 0

Orientada

(OR):15 Prática Específica (PE): 0


Cálculo de propriedades físicas e químicas. Balanços de energia

PROGRAMA (itens de cada unidade didática) Processo: Produção de Metanol

1ª) AVALIAÇÃO DA PLANTA DE PRODUÇÃO DE METANOL – 2 h

Prof. Georges Kaskantzis Neto

• Descrição simplificada da planta, explicando o que acontece em cada local e a

função de cada equipamento.

• Avaliação dos subprodutos gerados na planta e, possível destino para esses

subprodutos.

• Avaliação preliminar dos resíduos (sólidos, líquidos ou gases) gerados e possível

destino desse material. Análise de meios de minimização desses resíduos.

• Avaliação da toxidez das substâncias envolvidas no processo e dos cuidados

relativos à segurança no trabalho.

• Cálculo da Eficiência Atômica teórica e prática desse processo. (Obs.: A eficiência atômica ou economia atômica é um dos preceitos da Química Verde)

2ª) PROJETO DE TUBULAÇÕES, ACESSÓRIOS E BOMBAS – 5h

Prof. Regina Weinschutz

• Dimensionamento das tubulações e acessórios e escolha das válvulas.

• Especificação do material das tubulações e acessórios e levantamento dos

custos.

Ministério da Educação UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Setor de TECNOLOGIA Coordenação do Curso de Engenharia Química Departamento de Engenharia Química

Plano de Ensino FICHA 2 - TQ075 - REGINA W (3441785) SEI 23075.017807/2021-46 / pg. 4

• Dimensionamento de bombas, incluindo a especificação e o custo.

3ª) COMPRESSOR E ISOLAMENTO TÉRMICO - 3 h

Prof. Georges Kaskantzis Neto

• Análise e cálculo de compressor

• Escolha e dimensionamento do isolamento térmico em tubulação

4ª) EQUILÍBRIO LÍQUIDO-VAPOR E SOLUBILIDADE - 5 h Prof. Daniel Eiras

• Avaliação do equilíbrio de fases do tanque de separação

OBJETIVO GERAL Fortalecimento dos conhecimentos adquiridos em disciplinas fundamentais, aplicando-os a um processo industrial.

OBJETIVO ESPECÍFICO

O aluno deverá ser capaz de: entender, minimamente, um fluxograma de engenharia; escolher e dimensionar tubulações, bombas e acessórios; calcular as correntes de entrada e saída de equipamentos de separação; escolher e dimensionar compressores e isolamentos térmicos; utilizar coerentemente os conhecimentos de Fenômenos de Transporte, Termodinâmica, Processos Químicos e Operações Unitárias.

PROCEDIMENTOS DIDÁTICOS

Divisão da turma em equipes de no máximo 5 integrantes (total de vagas: 50) Apresentação dos trabalhos a serem realizados na planta industrial. Desenvolvimento dos trabalhos. Reuniões dos tutores com as equipes. Recursos instrucionais:

• Ambiente de aprendizagem: sala de aula virtual institucional, UFPR Virtual. Neste espaço serão disponibilizados os conteúdos, interações assíncronas e síncronas entre o professor e o aluno, troca de informações, realização de atividades didáticas, registro da frequência e das avaliações da disciplina. As atividades síncronas serão realizadas através da ferramenta institucional Microsoft Teams.

• Recurso humano: o professor da disciplina será o tutor/orientador do ambiente virtual de aprendizagem.

• Recurso material: o professor poderá utilizar recursos tecnológicos visuais, auditivos e audiovisuais,

• Infraestrutura de suporte tecnológico: para o desenvolvimento da disciplina é indispensável que o estudante possua um equipamento com áudio, imagem, microfone e acesso à Internet.



Etapa 1 – 1 ponto Etapa 2 - 3 pontos Etapa 3 - 2 pontos Etapa 4 – 4 pontos Cada etapa será avaliada através dos relatórios; haverá também uma apresentação (seminário) integrando as etapas 2, 3 e 4. Nota = soma das notas dos relatórios das 4 etapas (equipe)


TELLES, P.C.S. Tubulações Industriais – Materiais, Projeto e Desenho. 6 ed. Livros

Técnicos e Científicos Editora S.A; 2001. 10 exemplares

TELLES, P.C.S. Tubulações Industriais – Cálculo. 9 ed. Livros Técnicos e Científicos Editora

S.A; 2001. 11 exemplares

SMITH, J.M.; VAN NESS, H.C.; ABOTT, M.M. Introdução à Termodinâmica da Engenharia

Química. 7 ed. Editora LTC. 2007. 40 exemplares

HIMMELBLAU, D.M. Engenharia Química Princípios e Cálculos. Prentice Hall do Brasil. 37

exemplares

FELDER, R.M.; ROUSSEAU, R.W. Elementary Principles of Chemical Processes. John

Wiley & Sons, Inc. 10 exemplares


BRASIL, N.I. Introdução à Engenharia Química. Editora Interciência: PETROBRÁS. 1999. 12 exemplares

FELDER, R.M.; ROUSSEAU, R.W. Elementary Principles of Chemical Processes. John Wiley & Sons, Inc. 3 ed. 2005.

HIMMELBLAU, D.M. Engenharia Química Princípios e Cálculos. Prentice Hall do Brasil. 7 ed. 2006. 37 exemplares

CRONOGRAMA DETALHADO (2º ciclo)

Data Horário Atividade 03/05 11h30-12h30 Apresentação da 1ª etapa (Georges) Síncrona 10/05 11h30-12h30 Atendimento e esclarecimentos sobre

a 2ª etapa Síncrona

17/05 11h30-12h30 Entrega da 1ª etapa (por e-mail: [email protected]) – Apresentação da 2ª etapa (Regina)

Síncrona

24/05 11h30-12h30 Atendimento e esclarecimentos sobre


31/05 11h30-12h30 Atendimento e esclarecimentos sobre a 2ª etapa

Síncrona


Síncrona

14/06 11h30-12h30 Atendimento e esclarecimentos sobre Síncrona


a 2ª etapa 14/06 11h30-12h30 Entrega da 2ª etapa: (por e-mail:

[email protected]) Apresentação da 3ª etapa (Georges)

Síncrona


Síncrona


Síncrona

05/07 11h30-12h30 Entrega da 3ª etapa: ( por email : [email protected] - Apresentação da Etapa 4

Síncrona

12/07 11h30-12h30 Atendimento e esclarecimentos sobre



Síncrona


Síncrona


Síncrona

09/07 11h30-13h30 Entrega da 4ª etapa: ([email protected]) Assincrona

Professor da Disciplina: REGINA WEINSCHUTZ

Assinatura: __________________________________

Professor da Disciplina: DANIEL EIRAS Assinatura: _________________________________________

Professor da Disciplina: GEORGES KASKANTZIS NETO

Assinatura: ______________________________________________

Chefe de Departamento ou Unidade equivalente: LUIZ FERNANDO LIMA LUZ JUNIOR

Assinatura: __________________________________________

*OBS: ao assinalar a opção % EAD, indicar a carga horária que será à distância.


Ficha 2 (variável) Período Especial – Resolução no 22/2021 - CEPE

Disciplina: Termodinâmica Aplicada II Código: TQ079

Natureza: ( X ) Obrigatória ( ) Optativa

( X ) Semestral ( ) Anual ( ) Modular Vagas: 30 Dia/Horário: terça e quinta-feira / 7:30-9:30

Pré-requisito: Co-requisito: Modalidade: ( ) Presencial ( X ) Totalmente EaD ( )% EaD*

CH Total: 60

CH semanal: 4

Padrão

(PD): 4

Laboratório

(LB): 0

Campo

(CP): 0

Estágio

(ES): 0

Orientada

(OR): 0

Prática

Específica (PE):

0

EMENTA (Unidade Didática) Funções termodinâmicas para sistemas com mais que um componente: propriedades de mistura e função de Gibbs. Fugacidade e atividade. Equilíbrio de fases: equilíbrio líquido/vapor e previsão de propriedades de equilíbrio. Equilíbrio químico e constante de equilíbrio.


Módulo 1: Introdução à termodinâmica de soluções.

Definição, objetivo e princípio. Efeito de mistura. Interações moleculares. Propriedade de mistura e soluções reais. Termodinâmica de soluções de gases ideais. Propriedade parcial molar. Potencial químico. Equação de Gibbs-Duhem. Fugacidade. Propriedades residuais e coeficiente de fugacidade.

Módulo 2: Termodinâmica de soluções de gases.

Fugacidade de gases via Equações de Estado (EDE’s). Lei de Lewis-Randall.

Módulo 3: Termodinâmica de soluções de líquidos.

Solução ideal. Soluções reais. Grandezas de excesso. Atividade. Coeficiente de atividade. Energia de Gibbs de Excesso (GE). Modelos de GE para sistemas binários. Modelos de GE para sistemas multicomponentes.

Módulo 4: Fundamentos de equilíbrio de fases.

Modelagem termodinâmica de equilíbrio de fases. Critério de equilíbrio de fases.


Plano de Ensino FICHA 2 - TQ079 - Marcos Mafra (3442696) SEI 23075.017807/2021-46 / pg. 8

Módulo 5: Equilíbrio Líquido-Vapor (ELV).

Modelagem termodinâmica do ELV. Construção de diagramas binários de ELV. Lei de Raoult (referencial padrão). Lei de Henry (referencial para soluções diluídas). Problemas de ELV (bolha, orvalho e Flash).

Módulo 6: Equilíbrio Líquido-Líquido (ELL).

Fundamentos de ELL. Diagramas de ELL.

Módulo 7: Outras formas de equilíbrio de fases.

Equilíbrio Sólido-Líquido (ESL). Equilíbrio Gás-Líquido (EGL).

Módulo 8: Equilíbrio químico.

Coordenada de reação. Critério de equilíbrio para sistemas reativos. Constante de equilíbrio químico. Efeito da temperatura na constante de equilíbrio químico. Reações homogêneas. Reações heterogêneas. Reações múltiplas. Equilíbrio químico e de fases combinados.

OBJETIVO GERAL

Desenvolver os fundamentos termodinâmicos de sistemas multicomponentes.


Determinar propriedades termodinâmicas, equilíbrio de fases e equilíbrio químico de sistemas multicomponentes.


A disciplina será desenvolvida na modalidade Ensino Remoto. Do total de 60 horas-aulas, a previsão é que 24 horas-aulas sejam síncronas e 36 assíncronas, conforme cronograma abaixo:

Semana 1: 03 a 07 de maio de 2021

Atividade Tipo Data

Apresentação Síncrona 04/05/2021

Módulo 1: Aula 01 Síncrona 06/05/2021

Módulo 1: Aula 02 Assíncrona Semana 1


Total: 8 horas-aulas



Atividade Tipo Data







Atividade Tipo Data

Prova Escrita 1: Módulos 1 e 2 Síncrona 18/05/2021





Atividade Tipo Data





Semana 5: 31 de maio a 04 de junho de 2021

Atividade Tipo Data





Semana 6: 07 a 11 de junho de 2021

Atividade Tipo Data








Atividade Tipo Data





Atividade Tipo Data






Semana 9: 28 de junho a 02 de julho de 2021

Atividade Tipo Data




Semana 10: 05 a 09 de julho de 2021

Atividade Tipo Data


2a. Chamada: Prova Escrita 1 e 2 Síncrona 08/07/2021

Total: 2 horas-aulas*


Atividade Tipo Data

2a. Chamada: Prova Escrita 3 e 4 Síncrona 13/07/2021


Atividade Tipo Data

Exame Final Síncrona 20/07/2021


As aulas síncronas e assíncronas serão realizadas empregando a plataforma unificada de comunicação e colaboração (Microsoft Teams), bem como o Ambiente Virtual de Aprendizagem da UFPR (UFPR Virtual). O material didático será disponibilizado na plataforma UFPR Virtual. As atividades assíncronas serão realizadas empregando videoaulas, ou outro material didático, as quais serão postadas na UFPR Virtual. As Provas Escritas (1, 2, 3 e 4), bem como o Exame Final, serão realizadas de forma síncrona na plataforma Microsoft Teams ou UFPR Virtual, devendo os(as) alunos(as) manterem ligadas as suas respectivas câmeras e microfones durante todo o período da prova (síncrona). O Controle de Frequência das Aulas (síncronas e assíncronas) será realizado por meio de atividades assíncronas, como lista de exercício, elaboração de resumos ou trabalhos. O controle será realizado semanalmente, sendo que as atividades deverão ser enviadas até a sexta-feira da semana seguinte. O Controle de Frequência das provas escritas (síncronas) serão realizadas de forma síncrona.


A disciplina possuirá 04 provas escritas e trabalhos, sendo que a média simples das provas escritas corresponderá à 90% da média da disciplina, ou seja:

MÉDIA 1 = 0,90 * Média das Provas Escritas + 0,10 * Média dos trabalhos.

Caso a MÉDIA 1 seja maior ou igual a 7,0 (sete), considerando um máximo de 10,0 pontos, o(a) aluno(a) será considerado(a) APROVADO(a) sem a necessidade de Exame Final. Caso a MÉDIA 1 seja menor que 7,0 (sete) e maior ou igual a 4,0 (quatro), o(a) aluno(a) terá o direito a realizar Exame Final. Caso a MÉDIA 1 seja menor que 4,0 (quatro), o(a) aluno(a) será considerado(a) REPROVADO(A) POR NOTA.

Para os(as) alunos(as) que realizarem o Exame Final será calculada a MÉDIA 2:

MÉDIA 2 = (Média 1 + Nota do Exame Final) / 2

Caso a MÉDIA 2 seja maior ou igual a 5,0 (cinco) o(a) aluno(a) será considerado(a) APROVADO(A) e caso contrário será considerado(a) REPROVADO(A) POR NOTA.

O(A) que não obter pelo menos 75% de frequência nas aulas será considerado(a)

REPROVADO(A) POR FALTA.


[1] J. M. Smith, H. C. Van Ness e M. M. Abbott. Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química. Rio de Janeiro: LTC, 8a. ed., 2019.

[2] M. D. Koretsky. Termodinâmica para Engenharia Química. Rio de Janeiro: LTC, 1a. ed. 2007.

[3] S. I. Sandler. Chemical, biochemical, and Engineering Thermodynamics. Estados Unidos: John Wiley & Sons, 5a. ed., 2020.


[4] T. Matsoukas. Fundamentos de Termodinâmica para Engenharia Química - Com Aplicações aos Processos Químicos. São Paulo: LTC, 2016.


[4] J. R. Elliott e C. T. Lira. Introductory Chemical Engineering Thermodynamics. Estados Unidos: Prentice Hall 2a. ed. 2012.

[6] E. G. Azevedo. Termodinâmica Aplicada Portugal: Escolar Editora, 3a. ed., 2011.

[7] Y. A. Cengel e M. A. Boles. Termodinâmica. São Paulo: McGraw-Hill, 7a. ed., 2013.

[8] J. M. Prausnitz, E. G. Azevedo e R. N. Lichtenthaler. Molecular Thermodynamics of Fluid Phase Equilibria. Estados Unidos: Prentice Hall, 3a. ed., 1999.

[9] B. E. Poling, J. M. Prausnitz e J. P. O'Connell. The Properties of Gases and Liquids. Estados Unidos: McGraw Hill 5a. ed. 2000.

Professor da Disciplina: Marcos R. Mafra Assinatura: _______________________________ Chefe de Departamento ou Unidade equivalente: Luiz Fernando Lima Luz Junior Assinatura: __________________________________________

OBS: ao assinalar a opção % EAD, indicar a carga horária que será à distância.


MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

SETOR DE TECNOLOGIA

Departamento de Engenharia Química

Ficha 2 (variável)

Disciplina: FENÔMENSO DE TRANSPORTE II Código: TQ081

Natureza: ( X ) Obrigatória ( ) Optativa

( X ) Semestral ( ) Anual ( ) Modular

Pré-requisito: Co-requisito: Modalidade: ( ) Presencial (X ) Totalmente EaD ( )........%EAD*

CH Total: 60

CH semanal: 04 Padrão (PD):60 Laboratório (LB): 0 Campo (CP): 0 Estágio (ES): 0 Orientada (OR): 30 Prática Específica (PE): 0

* Indicar a carga horária semestral (em PD-LB-CP-ES-OR-PE-EFP-EXT-PCC). *Conforme instrução da PROGRAD da Res. 65/20 – CEPE, será realizada como ensino remoto. ** Indicar a carga horária que será à distância


Conceitos básicos de transmissão de calor. Condução de calor em regime estacionário, condução de calor em regime transiente. Convecção natural e forçada. Condensação e ebulição, radiação, trocadores de calor.


Capítulo 1 - Introdução aos Mecanismos de Transferência de Calor por: Condução; Convecção e Radiação. Capítulo 2 - Transferência de Calor por Radiação entre meios absorvedores e emissores. Capítulo 3 – Condução – Equações Básicas – Balanço diferencial de energia unidimensional transiente. Condução de Calor Estacionário em paredes planas, cilíndricas e esféricas. Resistências térmicas. Coeficiente Global de Troca Térmica. Raio Crítico de Isolamento. Aletas. Capítulo 4 - Condução em Regime Transiente em sistemas unidimensionais e multidimensionais. Capítulo 5 - Convecção sem mudança de fase: Convecção forçada (CF) no escoamento interior a dutos; CF no escoamento externo a corpos; Convecção Livre. Capítulo 6 - Convecção com mudança de fase: Ebulição e Condensação.

OBJETIVO GERAL

O aluno deverá ser capaz de identificar os diferentes mecanismos de transferência de calor em processos de engenharia química e estimar a taxa de calor trocado associada aos diferentes mecanismos e às diferentes resistências térmicas do sistema, por meio da estimativa do Coeficiente Global de troca térmica.


Documento TQ081 - FEN2 atualizado (3460221) SEI 23075.017807/2021-46 / pg. 14

1. Identificar os diferentes mecanismos de transferência de calor e quantificar a taxa de energia trocada; 2. Ser capaz de estimar as propriedades radiantes da matéria e estimar as taxas de energia envolvidas mediante Balanço Global de energia; 3. Identificar as diferentes resistências térmicas, estimar o Coeficiente Global de Transferência de calor; estimar o raio crítico de isolamento e resistência térmica de contato quando aplicável. Selecionar o tipo de aleta para uma dada aplicação; calcular a área de superfícies expandidas em função do tipo de aleta; 4. Realizar Balanço de Energia Transiente, para qualquer uma das geometrias básicas em sistemas unidimensionais ou multidimensionais; 5. Realizar Balanço de Energia global ou diferencial estacionário e a partir da identificação do regime convectivo, selecionar a correlação empírica específica para o coeficiente convectivo, estimar a taxa de energia trocada e o Coeficiente Global de troca térmica. 6. Identificar o Regime de Ebulição existente, estimar a energia total envolvida num processo de ebulição. Identificar o regime de condensação, selecionar uma correlação empírica apropriada para a estimativa do coeficiente convectivo de condensação, estimar a taxa de energia trocada mediante Balanço de Energia.


A disciplina será executada mediante ensino à distância (EaD), com atividades síncronas e

assíncronas (aulas síncronas às quartas e sextas às 7:30h) de acordo com o cronograma de atividades disponibilizado no primeiro dia de aula aos alunos.

As aulas síncronas serão realizadas na plataforma Teams, quando serão abordados os tópicos do programa da disciplina, apresentação de trabalhos, discussão de estudos de caso e/ou para esclarecimento de dúvidas sobre atividades assíncronas dos discentes. Os encontros serão realizados via plataforma Teams, podendo haver troca de documentos por email. Nos horários assíncronos os alunos poderão realizar tarefas programadas tais como estudos, trabalhos, solução de listas de exercícios e assistir a vídeo aulas. Serão utilizados recursos digitais (plataforma Microsoft Teams e AVA/Moodle UFPR).

O aluno matriculado na disciplina deverá dispor de equipamento com áudio, microfone, imagem, com acesso à Internet.

O controle da frequência será realizado pela participação nas atividades assíncronas, mediante realização das atividades programadas.

Número de vagas:40.


As avaliações da disciplina consistem em Avaliações de Acompanhamento (trabalhos) e Avaliações de Conteúdo (provas). Poderá ser solicitada a entrega das avaliações na forma de material escrito, podendo ser fotografias ou apresentações na forma oral podendo preferencialmente ser solicitada a entrega na forma de vídeos. A frequência será avaliada pela entrega das atividades assíncronas. Serão realizadas duas Avaliações de Conteúdo em datas apresentadas no cronograma. A média final do discente será definida pela média aritmética das Avaliações de Conteúdo com peso de 90%, os 10% restantes serão atribuídos à: média das Avaliações de Acompanhamento e participação. Totalizando 100%. Será considerado aprovado o aluno que obtiver média final superior ou igual a 7,0.


Será considerado apto a realizar o exame final o aluno que obtiver média maior ou igual a 4,0 e frequência de no mínimo 75%. O exame final consistirá de uma prova englobando todo o conteúdo abordado na disciplina. Será considerado aprovado por nota o aluno que obtiver média final superior ou igual a 5,0.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

1 – Özisik, M. Necati Transferência de Calor – Um Texto Básico, Guanabara Koogan, 1985. 2 – Incropera, Frank P.; De Witt, David P. Fundamentos de Transferência de Calor e Massa,

3a Ed., Guanabara Koogan, 1992. 3 – Cengel, Yunus A.; Ghajar, Afshin J. Transferência de Calor e Massa: Uma Abordagem

Prática, Mc Graw-Hill International Editions, 4rd Edition, 2015.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

1 – Bennett, C. O; Myers, J. E. Momentum, Heat and Mass Transfer, Mc Graw-Hill International Editions, 3rd Edition, 1982.

2 – Bejan, Adrian, Heat Transfer, 1st Edition, Wiley, 1993. 3 – Holman, J. P., Heat Transfer, 10th Edition, 2010. 4 - Frank Kreith, Princípios de Transferência de Calor, Editora Thomson, 2003.

Professor da Disciplina: Regina Maria Matos Jorge Assinatura:

Chefe de Departamento: Luiz Fernando de Lima Luz Júnior

Assinatura: __________________________________________

JUSTIFICATIVA DA PROPOSTA: Oferta remota da disciplina, em caráter excepcional, em decorrência das restrições impostas pela pandemia de COVID19. Demanda do curso de

graduação de Engenharia Química (Processo nº 23075.017807/2021-46).


PLANEJAMENTO

MODALIDADE: MODULAR 100 % ERE

CHT (Carga Horária Total): 60 horas/ CHS (Carga horária Semanal): 8 horas

CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO

As aulas síncronas do programa serão realizadas nas 4ª feiras e 6ª feiras de 7h30 as 09h30 com início em (05/05/2021) previsto pelo calendário acadêmico da RESOLUÇÃO Nº 23/21-CEPE e com término ao atingir 30h. As atividades assíncronas (4h por semana) serão estabelecidas no final das aulas síncronas e deverão ser entregues dentro dos prazos estabelecidos ao longo da disciplina. As duas provas (Avaliações Formativas) serão realizadas nas datas de: 28/05 e 18/06. Serão disponibilizadas na plataforma Teams no horário da aula e deverão ser entregues no mesmo dia até as 17:00h. A segunda chamada será realizada no dia 23/06. A final será realizada em 18/08.

Aula Dia do mês

Dia da semana

Horário Tipo

1 05/05 4ª 7h30-09h30 Síncrona

2 07/05 6ª 7h30-09h30 Síncrona

3 12/05 4ª 7h30-09h30 Síncrona

4 14/05 6ª 7h30-09h30 Síncrona

5 19/05 4ª 7h30-09h30 Síncrona

6 21/05 6ª 7h30-09h30 Síncrona

7 26/05 4ª 7h30-09h30 Síncrona

8 28/05 6ª 7h30-09h30 Síncrona

9 02/06 4ª 7h30-09h30 Síncrona

10 04/06 6ª 7h30-09h30 Síncrona

11 09/06 4ª 7h30-09h30 Síncrona

12 11/06 6ª 7h30-09h30 Síncrona

13 16/06 4ª 7h30-09h30 Síncrona

14 18/06 6ª 7h30-09h30 Síncrona

15 23/06 4ª 7h30-09h30 Síncrona

Final 18/08 4ª 7h30-09h30 Síncrona


Ficha 2 (Plano de Ensino) – Período Especial 2021

Disciplina: OPERAÇÕES UNITÁRIAS I Código: TQ 085

Natureza: ( X) Obrigatória ( ) Optativa

(x ) Semestral ( ) Anual ( ) Modular 40 vagas

Pré-requisito: Co-requisito: Modalidade: ( ) Presencial ( x ) Totalmente EaD ( ).............. % EaD*

CH Total: 90

CH semanal: 6

Padrão

(PD): 0

Laboratório

(LB): 0

Campo

(CP): 0

Estágio

(ES): 0

Orientada

(OR):

Prática Específica

(PE): 0

EMENTA (Unidade Didática) Bombeamento – Agitação – Análise Granulométrica – Fragmentação – Escoamento em Meios Porosos – Filtração – Sedimentação – Separação de Sólidos – Fluidização – Transporte de Sólidos

(*) Justificativa para a oferta a distância Resolução N° 22/2021-CEPE que regulamenta, em caráter excepcional, período especial para o desenvolvimento de atividades de ensino nos cursos de educação superior, profissional e tecnológica da UFPR, no contexto das medidas de enfrentamento da pandemia de COVID-19 no país.

PROGRAMA (itens de cada unidade didática) UNIDADES: I – Escoamento de Fluidos: Bombeamento – Agitação II – Estudo dos sólidos: Análise Granulométrica – Fragmentação – Escoamento em Meios Porosos III – Separação de sólidos: Filtração – Separação Sólido/Gás – Separação Sólido/Sólido – Sedimentação IV – Movimento de sólidos: Fluidização – Transporte de Sólidos V – Processos Gerais (esses itens estão mais detalhados no Cronograma apresentado neste mesmo documento)

OBJETIVO GERAL

Conhecer e entender as principais Operações Unitárias da Engenharia Química.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Aprender os princípios envolvidos nas Operações Unitárias constantes na ementa - Conhecer e ter noções de dimensionamento dos principais equipamentos utilizados nestas Operações Unitárias.


A estratégia de ensino foi planejada considerando métodos e técnicas adequados ao ensino remoto, com o apoio de tecnologias de informação e comunicação.

RECURSOS INSTRUCIONAIS:

Ambiente de aprendizagem: sala de aula virtual institucional. Neste espaço serão disponibilizados os conteúdos, interações assíncronas e síncronas entre o professor e o aluno, troca de informações, realização de atividades


Plano - Ficha 2 corrigida - Operações 1 (TQ 085) Tadeu (3450458) SEI 23075.017807/2021-46 / pg. 18

didáticas, registro da frequência e das avaliações da disciplina. As atividades síncronas serão realizadas através da ferramenta institucional Microsoft Teams. As atividades serão realizadas empregando a plataforma unificada de comunicação e colaboração (Microsoft Teams), bem como o Ambiente Virtual de Aprendizagem da UFPR (UFPR Virtual).

Recurso humano: o professor da disciplina será o tutor/orientador do ambiente virtual de aprendizagem. Recurso material: o professor poderá utilizar recursos tecnológicos visuais, auditivos e audiovisuais, Infraestrutura de suporte tecnológico: para o desenvolvimento da disciplina é indispensável que o estudante

possua um equipamento com áudio, imagem, microfone, máquina fotográfica e acesso à Internet. A Prova Escrita P1 e outras formas de avaliação estão previstas para serem realizadas de forma síncrona na plataforma Microsoft Teams ou UFPR Virtual, podendo ser solicitado aos alunos que liguem suas respectivas câmeras e microfones durante essas atividades (síncronas). O plano institucional, elaborado pela Pró-Reitoria de Assuntos Estudantis (PRAE), disponibilizará computadores e Internet para estudantes sem acesso digital durante a pandemia para a realização das atividades acadêmicas remotas. IMPORTANTE: De acordo com o artigo 2º da Resolução 22/2021 do CEPE que autoriza o “ensino híbrido” nesse período, levando em conta o que foi apresentado e indicado na 395ª reunião do Departamento de Engenharia Química (realizada em 16/abril/2021) e também considerando condições avaliativas mais justas e igualitárias, cabe ressaltar o que se segue. A prova P2 (prevista para o dia 30/julho/2021) e também o Exame Final (previsto para o dia 13/agosto/2021) serão PRESENCIAIS, ou seja, os alunos deverão fazer essas avaliações nas salas de aula do bloco de Engenharia Química do Centro Politécnico, em Curitiba, sendo observadas e cumpridas as determinações e protocolos sanitários recomendados para a(s) ocasião(ões) (afastamento social, máscaras, álcool em gel, etc). Caso em alguma dessas datas ou em ambas não sejam permitidas atividades presenciais (de acordo com a Fase em que a UFPR estiver nessas datas), essas avaliações serão feitas em um ambiente virtual. Os alunos serão avisados com a possível antecedência sobre isso.

FREQUÊNCIA: O controle de frequência será realizado pela realização de atividades assíncronas, ou seja, com a realização das tarefas pelo aluno e o envio nos prazos previamente estabelecidos no cronograma específico de atividades ou combinados nas aulas e disponibilizados na plataforma Teams. EXECUÇÃO DAS ATIVIDADES: O cronograma foi elaborado considerando a oferta da disciplina com início no dia 12/maio/2021 e término previsto para 30/julho/2021 (12 semanas), com exame final no dia 13/agosto/2021. As atividades síncronas (24 h) serão realizadas às quartas e sextas-feiras, a partir das 9h 30min na plataforma Teams. As atividades assíncronas (66 h) serão realizadas pelo aluno a qualquer momento, desde que as datas de entrega sejam respeitadas. No cronograma de trabalho são propostos e detalhados os dias e a carga horária de estudo para o bom desenvolvimento da disciplina. Atividades síncronas: 22 h (4as e 6as-feiras, a partir das 9h 30min) Atividades assíncronas: 66 h Atividades presenciais: 2 h TOTAL: 90 horas Período: 12 semanas Carga média = 90 / 12 = 7,5 horas / semana NÚMERO DE VAGAS: 40


Além das duas provas previstas, em cada unidade temática haverá atividades que serão avaliadas e que serão especificadas e detalhadas ao longo da disciplina, na plataforma Teams. Essas atividades e também as provas podem incluir os seguintes tipos de avaliação: seminários, elaboração de vídeos, apresentações, estudos de caso, resolução de exercícios, explicação de conceitos, elaboração de textos, respostas orais, pesquisas, análise de processos, resolução de problemas práticos, dimensionamento de equipamentos, cálculos aplicados, interpretação de resultados, resumos, comparações, deduções, estudo dirigido e quaisquer outras metodologias avaliativas que


forem convenientes para o aprendizado e para sua medida. Na avaliação feita em ambiente virtual será necessário o envio de fotos das resoluções para ser possível fazer a correção. Para isso será utilizada a plataforma Teams. Os valores máximos das avaliações são os seguintes: Unidade I: 6 pontos Unidade II: 2 pontos Unidade III: 6 pontos Unidade IV: 4 pontos Unidade V: 12 pontos SOMA DAS UNIDADES: 30 pontos (nota T) Prova P1: 30 pontos (nota P1) Prova P2: 40 pontos (nota P2) NOTA FINAL (NF) = T + P1 + P2 O aluno será aprovado se obtiver NF ≥ 70 e frequência mínima de setenta e cinco por cento (75%) da carga horária total da disciplina. Terão direito de fazer o exame final os alunos com NF entre 40 e 69; para os que fizerem o Exame Final, a Média Final será a média aritmética entre NF e a nota no Exame Final e será aprovado o aluno com Média Final maior ou igual a 50.


CREMASCO, Marco Aurélio. Operações Unitárias em Sistemas Particulados e Fluidomecânicos. São Paulo: Blucher, 2012. GEANKOPLIS, Christi J. Transport process and unit operations. 3rd ed. New Jersey: Prentice Hall, 1993. McCABE, Warren L.; SMITH, Julian C.; HARRIOT, Peter. Unit operations of Chemical Engineering. 5.ed. New York: McGraw-Hill, 1993.


COULSON, J. M.; RICHARDSON, J. F. Tecnologia química: vol. II (Operações unitárias). 2.ed. Lisboa: Gulbenkian, 1968.

FOUST, A.S.; WENZEL, L.A.; CLUMP, C.W.; MAUS, L.; ANDERSEN, L.B. Princípios das operações unitárias. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1982.

GOMIDE, Reynaldo. Operações unitárias: 1º volume (Operações com sistemas sólidos granulares). São Paulo: Gomide, 1983. GOMIDE, Reynaldo. Operações unitárias: 3º volume (Separações mecânicas). São Paulo: Gomide, 1980.

PERRY & CHILTON. Manual de Engenharia Química. 5.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1980.

PROPOSTA DE CRONOGRAMA DETALHADO (Período Especial - 2021)

UNI-DADE

TEMA CH TIPO DE ATIVIDADE

DATA HORÁRIO

I

Apresentação - Bombeamento 2 Síncrona 12/maio 9:30-11:30

Bombeamento 1 Síncrona 14/maio 9:30-10:30

Bombeamento – Agitação 1 Síncrona 19/maio 9:30-10:30


Agitação 1 Síncrona 21/maio 9:30-10:30

Bombeamento – Agitação 14 Assíncrona

UNI-DADE


DATA HORÁRIO

II

Análise Granulométrica 1 Síncrona 26/maio 9:30-10:30

Fragmentação – Peneiramento 1 Síncrona 28/maio 9:30-10:30

Escoamento em Meios Porosos 1 Síncrona 2/junho 9:30-10:30

Escoamento em Meios Porosos 1 Síncrona 9/junho 9:30-10:30

Análise Granulométrica - Fragmentação – Peneiramento - Escoamento em Meios Porosos

8 Assíncrona

Prova P1 2 Síncrona 11/junho 9:30-11:30

UNI-DADE


DATA HORÁRIO

III

Filtração 1 Síncrona 16/junho 9:30-10:30

Filtração 1 Síncrona 18/junho 9:30-10:30

Separação Sólido/Gás 1 Síncrona 23/junho 9:30-10:30

Separação Sólido/Sólido 1 Síncrona 25/junho 9:30-10:30

Sedimentação 1 Síncrona 30/junho 9:30-10:30

Sedimentação 1 Síncrona 2/julho 9:30-10:30

Centrifugação 1 Síncrona 14/julho 9:30-10:30

Filtração – Separação Sólido/Gás – Separação Sólido/Sólido – Sedimentação - Centrifugação

22 Assíncrona

UNI-DADE


DATA HORÁRIO

IV

Fluidização 1 Síncrona 16/julho 9:30-10:30

Fluidização 1 Síncrona 21/julho 9:30-10:30

Transporte de Sólidos 1 Síncrona 23/julho 9:30-10:30

Transporte de Sólidos 1 Síncrona 28/julho 9:30-10:30

Fluidização - Transporte de Sólidos 10 Assíncrona

UNI-DADE


DATA HORÁRIO

V Processos Gerais 12 Assíncrona


Prova P2 2 Presencial 30/julho 9:30-11:30

Exame Final 2 Presencial 13/agosto 9:30-11:30

Professor da Disciplina: ALBERTO TADEU MARTINS CARDOSO

Assinatura: ______________________________________________

Chefe de Departamento ou Unidade equivalente: LUIZ FERNANDO LIMA LUZ JUNIOR

Assinatura: __________________________________________

*OBS: ao assinalar a opção % EAD, indicar a carga horária que será à distância.


ficha 2 (variável) - setor de tecnologia

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