# Introdução aos Processos da Engenharia Química

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Este livro é em grande medida uma tradução dos wikibooks Introduction to Chemical Engineering Processes, da versão em língua inglesa e Operaciones Básicas, da versão em língua espanhola.

## Capítulo 0: Introdução

Introdução
* Objetivo do livro

## Capítulo 1: Pré-requisitos

Unidades
* Grandezas e unidades
* Consistência e Sistema de Unidades
* Como converter unidades
* Análise dimensional
Algarismos Significativos
* Por que eles são importantes? A parábola do bloco de cimento
* Como computá-los quando estamos somando
* Como computá-los quando estamos multiplicando
* Quando se arredonda 5 para baixo? E por que não arredondá-lo sempre para cima, como os professores ensinaram na escola?
Revisão de Química Geral
* Conversão entre unidades de massa e quantidade de matéria
* Lei dos gases ideais
Problemas do Capítulo 1

## Capítulo 2: Balanços de massa elementares

O que é um balanço de massa?
* Introdução
* Abordagem da caixa preta
* Conservação de massa
* Equação geral da conservação
* Exemplo de aplicação da lei de conservação
* Observação
Convertendo informações e fluxos de massa
* Introdução: variáveis derivadas vs. variáveis mensuráveis facilmente
* Fluxo volumétrico e densidade
* Velocidade e área da seção transversal
* Fruxo de massa vs. fluxo molar
Como usar o balanço de massa
* Exemplo mais complexo, correntes de uma só componente e operações múltiplas
* Desenhando fluxogramas
* Algumas conversões básicas e estratégias
* Balanços globais vs. balanços parciais
Problemas do Capítulo 2

## Capítulo 3: Balanços de massa em sistemas de muitas componentes

A questão mais importante:
* A massa de cada espécie é conservada (quando não há reação)
* O uso de concentrações e fluxos totais
* Propriedades do núcleo da mistura
Resolução de problemas com múltiplas componentes
* Métodos gerais e dicas
* Conversões de unidades.
* Exemplo de problema com solução
Múltiplas componentes em múltiplos processos
* As coisas na realidade costumam sem muito mais complexas
* Análise dos graus de liberdades
* Exemplo de um problema mais complexo
Problemas do capítulo 3

## Capítulo 4: Balanços de massa com reciclo

Por que usar reciclo?
* Conservar recursos
* Aumentar rendimento
* Economizar espaço
* O mais importante, economizar dinheiro
Como analisar um sistema com reciclo
* Uso de combinação e pontos de separação nos balanços
* Cuidados com respeito à análise dos graus de liberdade
* Um exemplo do efeito do reciclo em um processo de separação
Exemplo: Um sistema simples com reciclo
* Exibe outra aplicação do reciclo.
Problemas do capítulo 4

## Capítulo 5: Balanços de massa/molares em sistemas com reação

Por que usar balanços molares?
* Revisão de equação estequiométrica
* Inexistência de uma "lei da conservação de moles"
* Extensões molares de uma reação
* Equação de balanço molecular em estado estacionário
Considerações para problemas com balanços moleculares
* Graus de liberdade
* Reações químicas dependentes e independentes
* Espécies inertes versus espécies reativas
* Constantes de equilíbrio (introdução/revisão da química geral)
* A extensão da reação ainda é a extensão da reação
* Exemplo de problema sem equilíbrio
* Exemplo de problema com equilíbrio
Reações com reciclo
* Exemplo de como um processo de separação pode ser usado para aumentar a eficiência
Balanços atômicos
* Conservações de moles de átomos
* A idéia geral
* Alguns exemplos específicos
* Vantagens e atalhos do método de balanço atômico
Problemas do Capítulo 5

## Capítulo 6: Sistemas de múltiplas fases, introdução ao equilíbrio de fases

Análise da fase gasosa não ideal
* Gás ideal: suposição, não lei
* Conceito de equações de estado
* Equações alternativas à do gás ideal
Correlações generalizadas
* Constantes críticas
* Formas generalizadas das equações de estado
* Cartas de compressibilidade generalizadas
* Lei de Kay
Análise da fase líquida não ideal
* Coeficientes de atividade
* Coeficientes de solubilidade
Equilíbrio líquido-vapor
* Gases ideais e soluções ideais
* Pressão de vapor; equação de Antoinne
* Lei de Raoult(Equilíbrio Líquido Vapor)
* Introdução ao ELV para sistemas não ideais
* Diagramas ELV
Equilíbrio líquido-líquido
* Fluidos imiscíveis
* Fluidos miscíveis: constante de separação, K
* Uso de reações ácido/base na separação
* Diagramas ELL
Solucionando problemas
* Ponto de bolha e ponto de orvalho
* Solucionando para concentrações de equilíbrio, temperatura e pressão
* Uso de equações de equilíbrio na solução de balanços de massa
Problemas do Capítulo 6

## Capítulo 7: Balanços de energia em sistemas não reativos

Balanço de energia em estado estacionário
* Idéia por trás do balanço de energia: conservação da energia
* Formas de energia que podem ser importantes
* Formas mais comuns de energia
** Troca de energia devido a fluxos
** Troca de energia devido a diferenças de temperatura
** Trocas de energia devido a diferenças de Energia Mecânica
** Calor e trabalho
* Equação do balanço de energia para o estado estacionário
Nota: Existem muitas, muitas, muitas formas diferentes de balanços de energia por aí para situações específicas, esta aqui é uma forma geral, mas não se preocupa nem um pouco com o interior do sistema e por isso não pode nos revelar nada sobre perfis locais de temperatura ou coisas assim. Além do mais, esta é uma forma mais útil para processos que envolvem trocas de calor, para processos mais mecânicos uma outra versão é mais usada.
* Problemas de sistemas abertos e fechados (exemplos)

## Capítulo 8: Combinando balanços de massa e energia em sistemas sem reação

    A idéia básica
* As incógnitas mais comuns
* O que há em comum entre os balanços?
    Alguns exemplos de problemas ilustrando como combinar esses dois conceitos
* Sem mudança de fase
* Com mudança de fase

## Capítulo 9: Introdução a balanços de energia em sistemas com reação

    Qual é a diferença para um sistema com reação?
* Incorporando calor de reação no balanço de energia
* Juntando tudo: problema de balanço de massa/energia no estado estacionário e com reação(ões)

## Apêndice 1: Métodos matemáticos úteis

Estatística básica e análise de dados
* Regressão linear
* Transformação de funções na forma linear
* Interpolação e extrapolação
Métodos numéricos de encontrar raízes de funções
* Iteração a ponto fixo e a ponto fixo com pesos
* Método da bissecção
* Regula Falsi
* Método das secantes
* Método das tangentes (Newton)
Sistemas de equações algébricas
* Explicação de sistemas e solubilidade
* Estratégias gerais
* Circunstâncias específicas: equações lineares, equações quadráticas
* Exemplos de soluções deste texto
Problemas de Métodos Matemáticos

## Apêndice 2: Solução de problemas usando computadores

Excel
* Entrada de dados
* Manipulação e representação gráfica de dados
* Análise de regressão
* Busca pelo alvo
MATLAB
* Solução de sistemas com toolbox de matemática simbólica
* Regressão linear e polinomial
* Graficando funções e pontos de dados

## Apêndice 3: Miscelânia de informações úteis

Unidades incomuns
* Volume padrão vs. volume real
* Tipos de moles além do grama-mol
* Pressão manométrica vs. pressão absoluta
* Libra-força vs. libra massa
Referência de operações unitárias
* Sumários de descrições de equipamentos
* Links para informações complementares

## Apêndice 4: Guia de notação

Notação
* Notação usada neste livro
* Advertência sobre a não uniformidade das notações através das fontes

## Apêndice 5: Conversão de unidades

* Unidades de comprimento
* Unidades de massa
* Unidades de pressão
* Unidades de temperatura
* Unidades de força
* Unidades de potência

## Apêndice 6: Leitura complementar

* Chapra, S. and Canale, R. 2002. Numerical Methods for Engineers, 4th ed. New York: McGraw-Hill.
* Felder, R.M. and Rousseau, R.W. 2000. Elementary Principles of Chemical Processes, 3rd ed. New York: John Wiley & Sons.
* Masterton, W. and Hurley, C. 2001. Chemistry Principles and Reactions, 4th ed. New York: Harcourt.
* Perry, R.H. and Green, D. 1984. Perry's Chemical Engineers Handbook, 6th ed. New York: McGraw-Hill.
* Windholz et al. 1976. The Merck Index, 9th ed. New Jersey: Merck.
* (em inglês): Para uma análise mais aprofundada da química geral (em português:Química)
* (em inglês): Para mais informações sobre como usar o MATLAB para resolver problemas.
* : Para mais detalhes sobre como encontrar raízes e outras brincadeiras matemáticas. (atenção: está escrito em um nível razoavelmente avançado) (em português:Métodos numéricos)

## Apêndice 7: Ligações externas

Tabelas de dados
* Tabela de conversão de unidades (Wikipédia)
* Entalpias de formação (Wikipedia)
* Tabela Periódica (Los Alamos National Laboratory)
* Chemical Sciences Data Tables (em inglês): Tem uma quantidade razoável de dados úteis, incluindo uma lista de entalpias padrões e energias livres de Gibbs a 25°C (e também uma lista para íons) razoavelmente abrangenteas, um diagrama com massas molares dos elementos, constantes de equilíbrio de ácidos, produto solubilidade e potenciais elétricos. Definitivamente vale a pena checar.
* NIST properties (em inglês): Você pode analisar propriedade de muitas substâncias comuns, incluindo água, muitos hidrocarbonetos leves e muitos gases. Os dados disponíveis incluem densidade, entalpia, entropia, fatores acêntricos de Pitzer, tensões superficiais, coeficientes de Joule-Thompson e algumas outras variáveis dependendo da substância e das condições selecionadas. Paraobservar dados em forma de tabela, uma vez que você tenha entrado com as faixas de temperatura e pressão que deseja, clique em "view table" (ver tabela) e então escolhaa propriedade que você quer do menu. Ele dirá as faixas aceitáveis.
* Diagrama de compressibilidade generalizado (em inglês): Isto é muito útil para a seção de gases e líquidos e você deve ser capaz de encontrar uma cópia desse diagrama em qualquer livro de Termodinâmica ou no Perry's Handbook. Eu o linkei aqui para que você possa ter uma idéia do que estou falando quando escrevo sobre isso.
* Coeficientes da equação de Antoine (em inglês) : NOTE que esses valores devem ser usados com logaritmo em base 10 e NÃO com logaritmo NATURAL.
* Constantes críticas para vários materiais (em inglês)

## Tradução e desenvolvimento

* Gabriel dCF 01h21min de 10 de Setembro de 2007 (UTC)