Un sistema binario costituito da due componenti praticamente immiscibili presenta a pressione atmosferica un eteroazeotropo ad una temperatura tale che ps1=570 e ps2=190 mmHg. La composizione del vapore azeotropico vale: y1=0,5 y1=0,25 y1=0,75 y1= x1 Il coefficiente di Joule Thompson indica come varia : La pressione per effetto della variazione della temperatura La temperatura per effetto della variazione della pressione ad entalpia costante La temperatura per effetto della variazione della pressione per un sistema isolato Il volume per effetto della variazione della temperatura ad energia interna costante Un sistema di composizione globale nota (z1,z2…zc) si trova in condizioni di equilibrio liquido vapore. A temperatura e pressione fissate, lo stato del sistema, ovvero composizione delle fasi in equilibrio e grado di vaporizzazione, : è sempre definito è definito solo se il sistema è binario è definito solo se per il sistema si possono fare le ipotesi di idealità in entrambe le fasi non è mai definito Un sistema simmetrico presenta la seguente espressione della costante di attività: A 220 / T 2,5 la temperatura di solubilità critica risulta: Tsc=440°C Tsc=440K Tsc=220K Tsc=0°C Due serbatoio di altezza identica (h) sono posizionati su un terreno perfettamente pianeggiante. Il primo serbatoio si trova a pressione atmosferica il secondo a pressione di 2 atmosfere. Una pompa pesca dal fondo del primo recipiente e invia il fluido (acqua a temperatura ambiente) nella sommità del secondo recipiente.Quando il primo recipiente è praticamente svuotato e trascurando le perdite di carico, la prevalenza che deve fornire la pompa, in metri di colonna liquida è all’incirca : h 2h+10 h+10 h-10 Un fluido scorre in moto turbolento all’interno di una tubazione cilindrica. Sapendo che il coefficiente di trasporto di calore è valutabile dalla: Nu a Re0 ,8 Pr 1 / 3 Volendo dimezzare il valore di h mantenendo costanti tutte le proprietà fisiche e la portata del fluido, si può: Triplicare il diametro del tubo dimezzare il diametro del tubo utilizzare un tubo di diametro all’incirca 1,5 volte il diametro originario utilizzare un tubo di diametro 0,7 volte il diametro originario In una miscela gassosa la diffusività di A in B Inversamente proporzionale alla temperatura Direttamente proporzionale alla temperatura Inversamente proporzionale alla pressione Direttamente proporzionale alla composizione Quale soluzione è più efficace per minimizzare la superficie di scambio termico della camicia, in cui passa acqua demineralizzata, realizzata attorno a un recipiente agitato contenente una soluzione acquosa? provvedere il recipiente di una camicia con intercapedine di 5 cm provvedere il recipiente di una camicia con intercapedine di 3 cm provvedere il recipiente di una camicia formata avvolgendo un tubo del diametro di 3 cm lungo la superficie esterna del recipiente provvedere il recipiente di una camicia formata avvolgendo un semitubo del diametro di 5 cm lungo la superficie esterna del recipiente. Quali delle seguenti modifiche non è efficace al fine di aumentare il coefficiente globale di scambio termico in uno scambiatore di calore a fascio tubiero in cui passano fluidi che non cambiano di fase? aumentare il numero di passaggi lato tubi diminuire la lunghezza dei tubi diminuire la distanza tra i diaframmi aumentare il numero di passaggi lato mantello In quali condizioni si trova il vapore che si sviluppa da una soluzione acquosa che bolle alla temperatura di 110°C in un evaporatore a calandria che lavora a pressione atmosferica? è saturo e condensa alla temperatura di 110°C è surriscaldato e condensa alla temperatura di 100°C è surriscaldato e condensa a temperatura leggermente inferiore a 100°C è surriscaldato e condensa a temperatura molto inferiore a 100°C Quale è il criterio di scelta del materiale di riempimento utilizzato in una colonna gas liquido? va scelto in modo che sia facilmente bagnato dal liquido va scelto in modo che non sia facilmente bagnato dal liquido va scelto in funzione della sua resistenza meccanica, tenuto conto di pressione e temperatura operativa della colonna va scelto in funzione della sua resistenza meccanica, tenuto conto dell’altezza complessiva dello strato di riempimento A che pressione devono lavorare le 2 colonne utilizzate per separare mediante distillazione una miscela liquida che forma un azeotropo omogeneo? entrambe alla stessa pressione la prima opera a pressione maggiore della seconda la prima opera a pressione inferiore della seconda la prima opera a pressione inferiore o superiore alla seconda dipendentemente dalla composizione del’alimentazione In base a quale variabile viene fissata l’altezza dello stramazzo in un piatto forato? numero dei piatti diametro della colonna pressione operativa della colonna volatilità relativa del chiave leggero rispetto al chiave pesante In quali delle seguenti circostanze è opportuno che la fase gassosa utilizzata in un’operazione di essiccamento lavori in ciclo chiuso? quando l’essiccamento viene effettuato sotto vuoto quando la fase gassosa è costituita da gas inerte quando la portata di fase gassosa è molto bassa quando la fase solida è molto umida Indicare quale dei seguenti materiali, sollecitati nel modo I in presenza di una stessa cricca di dimensioni “a” , si rompe sotto il carico minore C40 bonificato; KIc = 60 MPa√m Ti-6Al-4V; KIc = 55 MPa√m Polietilene; KIc =2 MPa√m Nitruro di silicio; KIc = 4 MPa√m Quale dei seguenti materiali presenta l’impronta di durezza di maggiori dimensioni, a parità di forza applicata, nella prova Vickers (VHN) C40 ricotto; 120 VHN C40 bonificato; 280 VHN Allumina; 680 VHN Ghisa bianca; 480 VHN Quale dei seguenti parametri non migliora la durata a fatica di un acciaio basso-legato cementazione pallinatura delle superfici esercizio in ambiente marino finitura superficiale di bassa rugosità Quale dei seguenti parametri ha scarso effetto sul degrado dei calcestruzzi ambiente umido con fenomeni di gelo/disgelo presenza di cloruri ambiente secco presenza di solfati Quale tra questi materiali metallici è preferibile per la resistenza alla corrosione (sia generalizzata che localizzata) in acqua di mare? Acciaio al carbonio Acciaio inossidabile AISI 304 Acciaio da bonifica Lega di titanio Scegliere il materiale che dia la minore freccia di inflessione in una trave isostatica a sezione costante, sollecitata con un carico concentrato in mezzeria. Si prescinda dal peso proprio. Legno, sollecitato parallelamente alle fibre; E = 10 GPa Legno, sollecitato perpendicolarmente alle fibre; E = 1 GPa Composito a fibre lunghe; E = 110 GPa Composito multistrato; E = 70 GPa Un sistema binario simmetrico presenta una valore della costante di attività dato dalla: A= 1750/T+6,3. Detta a la fase ricca in 1 e b la fase ricca in 2, quale è l’andamento della differenza (x1a-x1b) in funzione della temperatura: è indipendente dalla temperatura aumenta all’aumentare di T diminuisce all’aumentare di T raggiunge un massimo e poi diminuisce Nota la temperatura critica e la pressione critica di un fluido e sapendo che il fluido segue la equazione di stato di Van der Waals, quale delle seguenti affermazioni è falsa : E’ possibile calcolare la tensione di vapore del fluido a temperatura fissata E’ possibile calcolare il calore latente di vaporizzazione del fluido a temperatura fissata E’ possibile calcolare il calore specifico del fluido a pressione costante E’ possibile calcolare la variazione della energia interna in funzione della pressione a temperatura costante In un sistema a 5 componenti distribuito tra due fasi avvengono due reazioni chimiche indipendenti. I gradi di libertà del sistema è: A temperatura e pressione fissate pari a 0 Pari al numero dei componenti Pari a tre Pari a tre a temperatura fissata Un gas inizialmente a temperatura di 400 K e pressione di 20 atm si espande fino a pressione atmosferica seguendo una trasformazione politropica con gamma =1,38. La temperatura finale è pari a 500 K La temperatura finale è pari a 380K La temperatura finale è pari a 175K La temperatura finale è minore della Temperatura iniziale solo se il fluido si comporta da gas perfetto Un fluido scorre in un tubo in moto turbolento e si ha corrispondentemente un valore h del coefficiente di scambio termico. Se a parità di diametro e di condizioni del fluido, si deve inviare una portata in massa del fluido incrementata del 40%, qual è il valore del coefficiente di scambio nelle nuove condizioni? h’=2h h’=3h h’=1,3h h’ Un fluido scorre in moto laminare all’interno di una tubazione cilindrica lunga 10 m con una perdita di carico delta P. Dovendo prolungare il percorso di altri 5 metri a parità di portata e avendo una perdita di carico totale massima ammissibile pari a 1,3 la perdita di carico originaria, lasciando inalterata la tubazione originaria, quale diametro devo scegliere per il nuovo tratto di tubazione? Triplicare il diametro del tubo dimezzare il diametro del tubo utilizzare un tubo di diametro all’incirca 1,13 volte il diametro originario utilizzare un tubo di diametro 0,7 volte il diametro originario Per il calcolo del coefficiente di scambio termico per convezione naturale tra una parete calda e aria viene calcolato il numero di Grashof. Se la differenza di temperatura tra parete e aria raddoppia, il numero di Grashof, a parità di condizioni geometriche : Raddoppia Resta inalterato Si dimezza Raddoppia solo nel caso di differenza di temperatura bassa Il coefficiente globale di scambio termico UD in uno scambiatore a fascio tubiero in cui i fluidi hanno i seguenti coefficienti di scambio termico: hio = 1000 W/m2K e h0 = 500 W/m2K assume all’incirca il seguente valore: 1500 W/m2K 750 W/m2K 500 W/m2K 300 W/m2K Per quel ragione non si realizzano più di 8 passaggi lato tubi di uno scambiatore a fascio tubiero? perché aumentano eccessivamente le dilatazioni termiche differenziali perché diminuisce eccessivamente il fattore FT perché non esistono le relazioni di calcolo perché la struttura costruttiva dello scambiatore diviene eccessivamente complicata Se si raddoppia la velocità di un fluido inviato nei tubi di uno scambiatore di calore in cui non avviene cambiamento di fase, il coefficiente di scambio termico: si dimezza aumenta di circa 1.75 volte aumenta di circa 2 volte aumenta circa 4 volte Per migliorare le prestazioni di una colonna di assorbimento a riempimento, quale dei seguenti provvedimenti è inefficace? aumentare la pressione operativa aumentare la temperatura operativa aumentare la portata di liquido diminuire la dimensione del riempimento Quale è il tipico range di valori di hold-up operativo di una colonna a riempimento? 0.1-0.2 0.05-0.1 0.01-0.05 < 0.01 Una corrente liquida è costituita da benzene, toluene, etilbenzene e p-xilene. Per separare questi componenti ottenendoli con un purezza superiore al 99% mediante distillazione occorre utilizzare: 1 colonna 2 colonne 3 colonne 4 colonne In una colonna a piatti, se le perdite di carico sono eccessive, quale di seguenti provvedimenti è inefficace: aumentare il diametro dei fori aumentare l’area del discendente aumentare il diametro del piatto diminuire l’altezza dello stramazzo Quale dei seguenti acciai è suscettibile di bonifica? C10 [di composizione :Fe + 0,10%C] 12NiCr3 [di composizione Fe +:0,12% C + 0,65% Ni + 0,55% Cr] 34Cr4 [di composizione : Fe + 0,34% C + 1% Cr] AISI 304 [di composizione : Fe + 0,05%C + 10% Ni + 18% Cr] Quale dei seguenti materiali ha comportamento più tipicamente anisotropo? Vetro Composito unidirezionale Acciaio ricotto Composito a fibre incrociate Scegliere il materiale che, a parità di geometria, fornisce la minore deformazione elastica su una trave a sbalzo sollecitata con un carico concentrato all’estremo libero. Legno, sollecitato parallelamente alle fibre; E = 10 GPa Acciaio inossidabile ; E = 200 GPa Composito a fibre lunghe; E = 120 GPa Composito multistrato; E = 70 GPa Indicare quale dei seguenti materiali, sollecitati nel modo I , a parità di geometria e di sollecitazione applicata, tollera la cricca “a” di maggiori dimensioni Nitruro di silicio [KIc = 4 MPa√m] Ti-6Al-4V [KIc = 65 MPa√m] Acciaio bonificato [KIc = 60 MPa√m] Acciaio normalizzato [KIc = 90 MPa√m] Indicare quale tra le seguenti trasformazioni invarianti non coinvolge alcuna fase liquida Eutettico Eutettoide Peritettico Monotettico Indicare quale difetto non è legato alla solidificazione di un materiale metallico Cavità di ritiro Soffiature Dendritismo Sensibilizzazione In un reattore continuo, alimentato con 500 moli/h di A puro avviene la reazione: 1 𝐴 ⇔ 𝐴2 2 Nel reattore si raggiunge una conversione rispetto ad A dell’80% con una temperatura di esercizio di 500K. Sapendo che la reazione è caratterizzata da un ΔHr=- 3000 kcal/mole A e che l’alimentazione entra nel reattore già preriscaldata a 500K, quale potenza termica è necessario scambiare per mantenere il reattore a temperatura costante? -35000 kcal/h -1200 kcal/h +2400 kcal/h -600 kcal/h Un sistema binario completamente ideale in fase liquida e vapore presenta a temperature di 80°C una tensione di vapore del componente più volatile (1) di 0,95 atm e una tensione di vapore del meno volatile (2) di 0,6 atm. La volatilità relativa di 1 rispetto a 2 a 80°C è pari a: 1,6 solo se la pressione è atmosferica 1,6 0,62 Dipende dalla composizione del sistema Un gas espandendosi attraverso una valvola da 50 a 20 atmosfere varia la propria temperatura da 400 a 300K. Questo comporta che: il coefficiente di Maxwell è pari a zero il coefficiente di Joule Thompson è pari a -3,0 atm/K il coefficiente di Joule Thompson è pari a 3,33 K/atm il coefficiente di Joule Thompson è pari a 15 (numero puro) Un recipiente sotto vuoto (P=0,5 bar) contiene un liquido (densità =800kg/m3)che deve essere inviato in un altro serbatoio a pressione atmosferica. Sapendo che il dislivello geometrico tra i due serbatoi è pari a 10 metri, che le perdite di carico concentrate e distribuite totali del circuito di collegamento dei due serbatoi sono pari globalmente a 1,2 bar, la prevalenza che la pompa deve fornire risulta pari a: 1,2 bar 1,7 bar 2,5 bar 2,7 bar In una tubazione scorre vapore d’acqua condensante a pressione di 5 bar. Per diminuire significativamente le perdite termiche del tubo, immerso in un ambiente in cui è presente aria che investe trasversalmente il tubo a velocità di 5 m/sec , si può: coibentare il tubo con un materiale isolante in modo da abbassare la temperatura di parete del tubo stesso aumentare il diametro del tubo in modo da diminuire il coefficiente di scambio termico del vapore condensante aumentare lo spessore del tubo nel quale passa il vapore nessuna di queste azioni provoca la diminuzione della potenza termica dispersa Particelle solide di un componente A vengono messe a contatto con un solvente in condizioni fissate di temperatura e di agitazione. La velocità con la quale si solubilizza il solido (g/s) è: inversamente proporzionale alla superficie della particella solida direttamente proporzionale alla radice della superficie della particella solida direttamente proporzionale alla pressione del sistema direttamente proporzionale alla differenza tra la concentrazione di A in una fase liquida satura di solido e la concentrazione istantanea di A in soluzione La solubilità di un gas in un liquido aumenta: con la temperatura a pressione costante con la pressione a temperatura costante con entrambe le variabili con il potenziale del componente supercritico nella miscela In uno scambiatore di calore a fascio tubiero, il fattore di efficienza FT: è sempre pari a 1 è pari o inferiore a 1, e dipende solo dal numero di passaggi lato tubi e lato mantello è pari o inferiore a 1, e dipende solo dalle temperature di ingresso e uscita dei fluidi è pari o inferiore a 1, e dipende dal numero di passaggi lato tubi e lato mantello e dalle temperature di ingresso e uscita dei fluidi Le tipiche temperature di ingresso e uscita dell’acqua industriale utilizzata in un refrigerante sono: Ingresso 15°C e uscita 30°C Ingresso 20°C e uscita 35°C Ingresso 30°C e uscita 40°C Ingresso 30°C e uscita 50°C In una operazione di distillazione, se la volatilità relativa dei componenti da separare è bassa: La colonna presenta un elevato numero di piatti e un rapporto di riflusso basso La colonna presenta un elevato numero di piatti e un rapporto di riflusso alto La colonna presenta un basso numero di piatti e un rapporto di riflusso alto La colonna presenta un basso numero di piatti e un rapporto di riflusso basso La distanza tra i piatti viene fissata in base a: diametro della colonna pressione operativa della colonna numero dei piatti tendenza del liquido ad incrostare Quale dei seguenti provvedimenti è più efficace per garantire l’NPSH richiesto per il corretto funzionamento di una pompa centrifuga che reinvia il riflusso dall’accumulatore alla testa di una colonna di distillazione: Aumentare la pressione della colonna Garantire un tempo di permanenza maggiore al liquido nell’accumulatore di riflusso Sopraelevare l’accumulatore di riflusso rispetto al livello del terreno Diminuire il diametro della tubazione che collega l’accumulatore di riflusso alla pompa Quali tra le seguenti affermazioni relative ad una valvola di sicurezza è errata? Le valvole di sicurezza si aprono alla pressione di progetto Le valvole di sicurezza hanno un comando pneumatico del tipo “aria –apre” Le valvole di sicurezza sono del tipo a squadra Le valvole di sicurezza sono mantenute chiuse da una molla o da un contrappeso Per quali tipologie di fluidi si realizza uno stoccaggio in serbatoi a tetto galleggiante? Liquidi con tensione di vapore elevata Liquidi con tensione di vapore bassa Liquidi criogenici Gas liquefatti a pressione Indicare quale dei seguenti materiali, sollecitati nel modo I in presenza di una stessa cricca di dimensioni “a” , si rompe sotto il carico maggiore 2024 T6; KIc =23 MPa√m Ti-6Al-4V; KIc = 56 MPa√m C40 bonificato; KIc = 62 MPa√m Zirconia PSZ; KIc = 4 MPa√m Quale dei seguenti acciai è suscettibile di cementazione carboniosa? C40 0,40%C 12NiCr3 0,12% C + 0,65% Ni + 0,55% Cr 34Cr4 0,34% C + 1% Cr 60SiCr8 0,60%C + 1,9% Si +0,35% Cr Scegliere il materiale che, a parità di geometria, fornisce la maggiore deformazione elastica su una trave a sbalzo sollecitata con un carico concentrato all’estremo libero. Policarbonato E = 3 GPa Lega di magnesio E = 45 GPa Nylon E = 4 GPa Lega di alluminio E = 70 GPa Quale dei seguenti materiali è adatto per costruire un recipiente in grado di contenere gas compressi a temperature tra 380 e 500°C ? Polietilene ad alta densità Polimeri fibrorinforzati Acciaio inossidabile austenitico Lega di alluminio Indicare quale tra i seguenti materiali può lavorare indefinitamente a fatica con cicli di sollecitazione sinusoidale compresi tra il valore massimo di 200 ed il minimo di 0 MPa. In tabella sono riportati i limiti di fatica Lf riferiti alla semiampiezza della sollecitazione. Acciaio normalizzato Lf= 80 MPa Acciaio ricotto Lf= 40 MPa Acciaio bonificato Lf= 130 MPa Lega di alluminio Lf= 74 MPa Quale è il trattamento termico che garantisce la più alta durezza ad un acciaio da bonifica? Bonifica con rinvenimento a 500°C Bonifica con rinvenimento a 550°C Tempra martensitica Ricottura La velocità di dissoluzione di un soluto solido granulare in un solvente in condizioni fissate di temperatura e intensità di agitazione è proporzionale: Alla concentrazione di saturazione del soluto Alla differenza tra la concentrazione di saturazione e la concentrazione istantanea in fase liquida (del soluto) Alla concentrazione istantanea del soluto in fase liquida Alla temperatura Il coefficiente di espansione termica indica come varia : La pressione per effetto della variazione della temperatura La temperatura per effetto della variazione della pressione ad entalpia costante Il volume per effetto della variazione della pressione per un sistema isolato Il volume per effetto della variazione della temperatura a pressione costante In un sistema avviene una reazione tra tre componenti (A,B,R) distribuiti tra tre fasi (liquido, vapore e solido). Per definire lo stato del sistema è necessario e sufficiente : Fissare la pressione e la temperatura Fissare la frazione molare di uno dei componenti in una o più fasi Fissare un solo parametro (pressione o temperatura o frazione molare di uno dei componenti in una fase) Fissare o la pressione o la temperatura del sistema La condizione di azeotropia per un sistema binario 1 / 2 ps 2 / ps1 E’ valida sia per gli azeotropi omogenei che eterogenei E‘ valida per gli azeotropi eterogenei nei sistemi simmetrici E‘ valida solo per la determinazione degli azeotropi omogenei E‘ valida per la determinazione degli azeotropi omogenei nei sistemi simmetrici Un sistema binario completamente ideale sia in fase liquida che in fase vapore presenta, a temperatura costante, una tensione di vapore del componente volatile doppia rispetto a quella del componente pesante (ps1/ps2=2). Per una miscela binaria equimolare la pressione inizio condensazione è pari a: PIC=0,75 ps1 PIC=0,67ps1 PIC=0,5ps1ps2 PIC=0,25ps1 Una tubo di diametro fissato si trova immersa in aria stagnante. Il coefficiente di scambio termico tra la superficie esterna del tubo e l’ambiente esterno a parità di altre condizioni , nel caso in cui raddoppi la differenza tra la temperatura di parete e la temperatura dell’aria: Raddoppia Si dimezza Aumenta del 20% circa Diminuisce del 20% circa In una tubazione scorre un fluido in moto laminare. La perdita di carico per unità di lunghezza del tubo se si dimezza il diametro, a parità di portata volumetrica, e di tutte le altre condizioni: Si dimezza Aumenta di un fattore 16 Aumenta di un fattore 8 Aumenta di un fattore 4 In quale dei seguenti casi si preferisce adottare uno scambiatore a doppio tubo piuttosto che uno a fascio tubiero? se la superficie di scambio termico è maggiore di 200 m2 se se la superficie di scambio termico è minire di 20 m2 se uno dei due fluidi è molto incrostante se uno dei due fluidi è corrosivo Per far vaporizzare un liquido che bolle alla temperatura di 240°C si utilizza: un olio termico riscaldato in un forno; vapore d’acqua a bassa pressione; vapore d’acqua a media pressione; vapore d’acqua ad alta pressione. Per quale ragione il rapporto L/G con cui far funzionare una colonna di assorbimento viene fissato nell’intervallo 1.2-1.6 (L/G)min? è quello con cui vengono meglio i calcoli se si utilizza il metodo grafico; è quello che minimizza il diametro della colonna; è quello che minimizza l’altezza della colonna; è quello che generalmente fornisce la migliore combinazione tra portata di solvente, diametro e altezza della colonna. Quale dei seguenti provvedimento non è efficace per ridurre le perdite di carico di una colonna a piatti forati: Diminuire l’altezza dello stramazzo Diminuire il passo dei fori Aumentare la distanza tra i piatti Aumentare il diametro della colonna Una pompa centrifuga preleva del liquido da un recipiente a pressione atmosferica e lo invia ad un altro recipiente pure a pressione atmosferica; non c’è differenza di quota tra in punto in cui il liquido viene prelevato e quello a cui deve essere inviato. Se si raddoppia la portata di liquido, come varia la prevalenza che la pompa deve fornire? La prevalenza si quadruplica La prevalenza raddoppia La prevalenza non varia La prevalenza si dimezza Quali tra le seguenti tipologie di valvole di intercettazione è più adatta per essere applicata su una tubazione del diametro di 500 mm in cui scorre aria a pressione atmosferica? Una valvola di intercettazione a maschio conico Una valvola di intercettazione a saracinesca Una valvola di intercettazione a sfera Una valvola di intercettazione a farfalla Quali sono le dimensioni tipiche di un serbatoio di stoccaggio atmosferico a tetto fisso della capacità di 20000 m3? Si sceglie un rapporto H/D = 4 e quindi risulta D= 18,5 m e H =74 m Si fissa un’altezza H = 18 m e si calcola D = 37.6 m Si fissa un diametro D = 50 m e si calcola H = 10. 2 m Non si fanno serbatoi di stoccaggio così grandi Indicare quale dei seguenti materiali, sollecitati nel modo I in presenza di una stessa cricca di dimensioni “a” , si rompe sotto il carico maggiore Nitruro di silicio; KIc = 4 MPa√m Ti-6Al-4V; KIc = 55 MPa√m 2024-T6; KIc =25 MPa√m C40 bonificato; KIc = 62 MPa√m Indicare per quale dei seguenti trattamenti termici, dei quali è riportata la durezza Vickers (VHN), è maggiore la durezza nella scala Rockwell C (HRC) Tempra; 650 VHN Bonifica con rinvenimento a 350°C; 580 VHN Bonifica con rinvenimento a 450°C; 540 VHN Normalizzazione; 420 VHN Un materiale sollecitato a trazione nella zona di comportamento lineare elastico: Subisce deformazioni irreversibili Una volta scaricato presenta deformazioni permanenti Una volta scaricato non presenta deformazioni permanenti Ha comportamento duttile Indicare quale tra i seguenti materiali può lavorare indefinitamente a fatica con cicli di sollecitazione sinusoidale compresi tra il valore massimo di 250 ed il minimo di 80 MPa. In tabella sono riportati i limiti di fatica Lf riferiti alla semiampiezza della sollecitazione. Acciaio ricotto Lf = 40 MPa Acciaio bonificato Lf = 120 MPa Ghisa sferoidale Lf = 38 MPa Acciaio normalizzato Lf = 60 MPa Quale dei seguenti acciai è suscettibile di bonifica? Acciaio C10; 0,10% C Acciaio inossidabile AISI 405; 0,06%C + 13% Cr Acciaio 34CrMo4; 0,34% C + 1% Cr +0,15% Mo Acciaio inossidabile AISI 304L; 0,02%C + 18% Cr + 11%Ni Scegliere il materiale con cui costruire un tirante cilindrico di dimensioni prefissate, che da la minore deformazione sotto una stessa sollecitazione di trazione in campo elastico. Si prescinda dal peso proprio. Composito multistrato; E = 70 GPa Piombo; E = 17 GPa Composito a fibre lunghe; E = 110 GPa Legno, sollecitato parallelamente alle fibre; E = 10 GPa Il sistema binario alcool etilico acqua presenta, a pressione atmosferica un azeotropo omogeneo ad una temperatura di circa 78,2°C e per una frazione molare di alcool di circa 0,9. Sapendo che a pressione atmosferica la temperature di ebollizione dell’acqua e dell’etanolo puri sono rispettivamente di 100°C e di 78,4°C, il sistema presenta dunque: Deviazione positiva dalla idealità Deviazione positiva per 0<x1<x1az deviazione negativa per x1az<x1<1 Deviazione negativa dalla idealità Nessun tipo di deviazione Per una generica reazione chimica è noto il valore della costante termodinamica di equilibrio alla temperatura standard lnK(Ts). Sapendo che la reazione è esoterma con un ΔHreaz di 2000 kcal/kmole e che si vuole far avvenire la reazione a 600K si vuole sapere se il valore di lnK alla nuova temperatura Raddoppia Si dimezza Aumenta di 1/3 rispetto al valore iniziale. Si riduce al 20% circa del valore iniziale In base al teorema degli stati corrispondenti a due parametri due fluidi diversi presentano: Lo stesso valore del coefficiente di comprimibilità adiabatico nelle stesse condizioni di temperatura e pressione Valori proporzionali del fattore di compressibilità critico lo stesso valore del fattore di compressibilità nelle stesse condizioni di temperatura e pressione lo stesso valore del fattore di compressibilità nelle stesse condizioni di temperatura e pressione ridotte Un sistema binario completamente immiscibile in fase liquida presenta una curva di condensazione a pressione costante Sempre isoterma Sempre non isoterma In una zona isoterma, in una zona non isoterma Sempre lineare in funzione della temperatura Con rifermento ad un semplice scambiatore a doppio tubo in cui scorrono un fluido caldo ed un fluido freddo, nel calcolo della temperatura media logaritmica si devono considerare: Le differenze tra la temperature del fluido caldo e quella del fluido freddo alle estremità della apparecchiatura Le differenze tra le due temperature di parete in ingresso ed uscita dalla apparecchiatura Le differenze tra la temperature di ingresso e quella di uscita sia per il fluido caldo che per il fluido freddo La differenza tra la temperatura di ingresso del fluido caldo e quella di ingresso del fluido freddo Un cilindro orizzontale si trova immerso in aria stagnante con la quale scambia calore per convezione. Sapendo che la differenza tra la temperatura di parete e quella dell’aria (ΔT) è di 40 °C, per ridurre del 25% circa il coefficiente di scambio termico è necessario: Dimezzare il valore del ΔT Raddoppiare il valore del ΔT Ridurre il ΔT ad 1/3 circa di quello originario Ridurre il ΔT ad 1/6 circa di quello originario Il profilo di velocità di un fluido newtoniano che scorre in un tubo cilindrico è: Sempre parabolico Lineare e simmetrico rispetto all’asse del tubo Parabolico se il fluido è in moto laminare Piatto in prossimità della parete Per immagazzinare 20 m3 di alcool etilico si utilizza: un serbatoio atmosferico posato sul terreno e a tetto galleggiante un serbatoio atmosferico posato sul terreno e a tetto fisso un serbatoio sferico, sorretto da zampe indifferentemente un serbatoio a fondi bombati ad asse verticale sorretto da zampe o ad asse orizzontale sorretto da selle Per inviare il riflusso dall’accumulatore alla testa di una colonna di distillazione si utilizza: un compressore una pompa centrifuga uno scarico sifonato cade per gravità perché l’accumulatore è posto più in alto della testa della colonna Quale tra i seguenti fluidi termici si può utilizzare per condensare dei vapori di toluene alla temperatura di 110.8°C? Aria ambiente Condense calde, disponibili a 95°C Vapore d’acqua condensante a 1 atm Olio termico, disponibile a 150°C Quale dei seguenti provvedimenti è inefficace per migliorare la separazione ottenibile da una colonna di assorbimento a riempimento? adottare corpi di riempimento di dimensioni più piccole adottare corpi di riempimento di materiale diverso aumentare l’altezza degli strati di riempimento sostituire parte del riempimento random con riempimento strutturato Con quale criterio si sceglie la pressione a cui effettuare una separazione per distillazione? in funzione delle esigenze del processo a monte in funzione delle esigenze del processo a valle in funzione dei fluidi termici disponibili per lo scambio termico al condensatore e al ribollitore l’operazione viene fatta sempre a pressione atmosferica In una colonna per il trasferimento di materia del tipo a spruzzo, dove si trova l’interfaccia tra fluido pesante e fluido leggero? In alto Circa a metà della colonna In basso Non c’è interfaccia tra i fluidi Da cosa si capisce se le perdite di carico di una colonna a piatti sono eccessive? Dal fatto che il piatto sgocciola Dal fatto che il battente sullo stramazzo è basso Dal fatto che il fattore di flooding è maggiore di 0.6 Dal fatto che il liquido risale nel discendente oltre la metà della distanza tra i piatti Quale dei seguenti materiali non è idoneo per applicazioni a temperature superiori a 600°C? Alluminio Titanio Allumina Nitruro di silicio Quale è il trattamento termico che garantisce la più alta durezza ad un acciaio da bonifica? Bonifica con rinvenimento a 500°C Bonifica con rinvenimento a 550°C Tempra martensitica Ricottura Nella prova di resilienza con il pendolo Charpy, la temperatura di transizione individua: Una trasformazione allotropica La temperatura di tempra martensitica L’ampiezza dell’incrudimento La transizione tra comportamento fragile e comportamento duttile In base ai numeri di durezza Vickers forniti, quale dei seguenti materiali presenta l’impronta di durezza di minori dimensioni, a parità di forza applicata? C40 ricotto; 120VHN C40 bonificato; 280VHN Allumina ; 680 VHN Ghisa bianca; 440 VHN Indicare quale tra i seguenti materiali può lavorare indefinitamente a fatica con cicli di sollecitazione sinusoidale compresi tra il valore massimo di 260 ed il minimo di 100 MPa. Sono riportati i limiti di fatica Lf riferiti alla semiampiezza della sollecitazione. Acciaio al carbonio; Lf = 62 MPa Lega di alluminio; Lf =50 MPa Ghisa; Lf = 30 MPa Lega di titanio; Lf = 100MPa Un materiale sollecitato a trazione a temperatura ambiente per carichi superiori al carico unitario di snervamento, ma inferiori a quelli di rottura: Subisce deformazioni reversibili Una volta scaricato presenta deformazioni permanenti Una volta scaricato non presenta deformazioni permanenti Ha un cedimento di schianto Un serbatoio di volume noto contiene N kmoli di componente 1 puro. A partire dall’istante to viene alimentato con una corrente costituita dal 50% in moli di 1 e dal 50% di 2, di portata pari a F kmoli/h. Dal serbatoio esce una corrente di portata pari a quella entrante. Con la ipotesi di mescolamento perfetto si vuole se la composizione della corrente uscente : è sempre costante nel tempo e pari al 50% in moli di 1 e al 50% in moli di 2 tende ad un valore limite (50% di 1 e 50% di 2) tanto più rapidamente quanto maggiore è il rapporto F/N non esiste alcuna condizione limite varia linearmente con il tempo La equazione di Clapeyron indica come varia : La pressione per effetto della variazione della temperatura Il volume del vapore in funzione della temperatura a pressione costante Il calore latente di vaporizzazione in funzione della temperatura La pressione per effetto della variazione della temperatura in condizioni di saturazione Un sistema ternario presenta equilibrio LL. La lacuna di miscibilità : A pressione costante varia con la temperatura A temperatura costante variabile con la pressione A Pressione costante si amplia all’aumentare della temperatura nel caso di sistemi con mescolamento endotermico Non varia né con la temperatura né con la pressione Il profilo di velocità di un fluido Newtoniano in un tubo a sezione circolare è: Triangolare con un massimo in corrispondenza all’asse del tubo Rettangolare Sempre parabolico Parabolico se il fluido è in moto laminare Un fluido newtoniano scorre, in moto turbolento, in un tubo circolare di diametro fissato. Se, a parità di tutte le altre condizioni si dimezza il diametro, le perdite di carico per unità di lunghezza, all’incirca: Aumenta di 32 volte Si dimezza Raddoppia Nessuna delle precedenti risposte è esatta Un solido ricoperto di un film di liquido è esposto ad una corrente di aria. La temperatura a cui si porta il solido in condizioni stazionarie: Diminuisce all’aumentare della velocità dell’aria Aumenta all’aumentare della velocità dell’aria È inferiore alla temperatura dell’aria se questa non è satura Dipende dal numero di Reynolds dell’aria Nella reazione di steam reforming CH4+H2O = CO + 3H2 La composizione di equilibrio è definita Se si fissa la temperatura e la pressione Se si fissa la temperatura e la pressione e la frazione molare di un componente Se si fissa la temperatura e la pressione e la frazione molare di due componenti Se si fissa la temperatura, la pressione e la frazione molare di due componenti, ma solo nel caso di idealità del sistema Quale delle seguenti soluzioni non è adatta ad immagazzinare 2000 m3 di ammoniaca liquida? 1 serbatoio criogenico a -33°C e 1 atm da 2500 m3 1 serbatoio atmosferico a tetto galleggiante da 2500 m3 2 serbatoi sferici in pressione a temperatura ambiente da 1250 m3 ognuno 10 serbatoi cilindrici in pressione a temperatura ambiente da 250 m3 ognuno Una liquido organico leggero viene alimentato ad una colonna di distillazione mediante una pompa centrifuga. Per valutare il diametro della tubazione, quale dei seguenti valori di velocità si può assumere? 20-40 m/s 10-20 m/s 5-10 m/s 2-5 m/s Una soluzione va concentrata dal 5 al 50% in peso. Quanti kg di acqua occorre evaporare per ogni 100 kg di soluzione entrante? 90 kg 50 kg 45 kg 5 kg In una colonna di assorbimento a riempimento esistente, a parità di tutte le altre condizioni operative (pressione, temperatura, portata di liquido entrante), si aumenta la portata di gas. Quale delle seguenti affermazioni è sbagliata? Aumentano le perdite di carico Aumenta il fattore di flooding Il riempimento risulta meno bagnato Peggiora la separazione In una colonna di distillazione esistente, a parità di condizioni operative (pressione, portata e condizioni termiche dell’alimentazione) viene aumentato il rapporto di riflusso. Quali delle seguenti affermazioni è sbagliata? Aumentano le perdite di carico Aumenta il calore da fornire al ribollitore Aumenta il calore da sottrarre al condensatore Peggiora la separazione In una colonna a piatti forati con quale criterio viene valutata l’area del discendente? In base al tempo necessario perché la fase liquida si liberi del gas trascinato In base al tempo necessario perché la fase gassosa si liberi del liquido trascinato In base alla distanza tra i piatti In base al diametro del piatto A che pressione lavora la rete di vapore a bassa pressione di un impianto chimico? 0.2-0.9 atm 1 atm 4-7 atm 10-16 atm In quale forma il carbonio è presente in soluzione in un acciaio austenitico? Elemento sostituzionale Elemento interstiziale Precipitato come carburo di ferro Seconda fase dispersa Con quale trattamento si possono aumentare i carichi unitari di snervamento e di rottura in un acciaio inossidabile ferritico ? Tempra austenitica Tempra ferritica Decarburazione Incrudimento Nelle ghise grigie ferritiche, il carbonio è sotto forma di: Carburo di ferro Tutta cementite Tutta grafite Martensite L’invecchiamento naturale di una lega di alluminio che ha subito tempra di soluzione provoca: Indurimento per precipitazione a temperatura ambiente Diminuzione dei carichi unitari di rottura e di snervamento Mantenimento di una soluzione solida sovrassatura Formazione di martensite Quale è la massa molecolare di un polietilene con grado di polimerizzazione 5000, ricordando che la molecola dell’etilene è C2H4 tra 28 e 5000 g/mole 28 000 g/mole tra 100 000 e 200 000 g/mole tra 250 000 e 500 000 g/mole Ricordando che nella lega Fe-C si ha un eutettico in corrispondenza alla composizione in peso di 4,3%C, si individui a quale categoria appartiene una ghisa composta da 19 parti in peso di Fe e 1 parte in peso di C: ipoeutettica ipoeutettoidica ipereutettica eutettica L’equazione di Clapeyron indica: Come varia la pressione in funzione della temperatura Come varia la temperatura in funzione della pressione in condizioni di saturazione Come varia il valore latente di vaporizzazione in funzione della temperatura Come varia la temperatura in funzione del volume specifico In un sistema avviene la reazione: AL+BG↔RL Si chiede se la composizione di equilibrio a pressione e temperatura fissate: E’ univocamente determinata E’ determinata se si fissa la massa iniziale di ciascun componente presente E’ determinata solo sulla base del valore imposto per la temperatura E’ determinata se si fissa almeno un valore di composizione di un componente in una delle due fasi presenti Un sistema binario presenta equilibrio liquido liquido con una curva binodale che presenta, in funzione della temperatura, concavità rivolta verso il basso. Il processo di mescolamento è quindi: atermico esotermico non è possibile stabilire la tonalità termica del processo solo in base a questa informazione endotermico Un sistema binario presenta un eteroazeotropo a temperatura fissata, ad una pressione superiore alle tensioni di vapore dei due componenti. La frazione molare del componente 1 in fase vapore è: Pari a quella dello stesso componente in fase liquida. Compresa tra le frazioni molari del componente 1 nelle due fasi liquide in equilibrio Pari alla frazione molare del componente 1 in una delle due fasi Non è definita. Dalla misura della perdita di carico (pari a 2,76 atm) in un condotto orizzontale della lunghezza di 35 cm e del diametro di 0,25 cm si vuole misurare la viscosità di un fluido. Sapendo che la portata volumetrica è di 1,88 cm3/sec la viscosità del fluido risulta: Pari a 0,0492 (g/cm)sec Pari a 492 (g/cm)sec Pari a 4,92( g/cm)sec Pari a 49200(g/cm)sec Un fluido scorre in moto turbolento all’interno di una tubazione cilindrica di diametro fissato. Si chiede di stimare la variazione del valore del coefficiente di scambio termico (h) a causa di un incremento della portata in massa del 20% , mantenendo costanti tutte le caratteristiche chimico fisiche del fluido. Si ha un incremento di h del 50% Si ha un decremento di h del 50% Si ha un valore praticamente costante di h Si ha un incremento di h del 15%circa Il numero di Sherwood risulta: Inversamente proporzionale alla lunghezza caratteristica del sistema Direttamente proporzionale al coefficiente di trasferimento di materia Inversamente proporzionale alla pressione Direttamente proporzionale alla composizione Un serbatoio in pressione cilindrico del volume da 200 m3 viene generalmente realizzato: Ad asse orizzontale Ad asse verticale Indifferentemente ad asse verticale o orizzontale Non vengono realizzati serbatoi in pressione cilindrici con questo volume Che dispositivo va installato su un serbatoio a tetto galleggiante per mantenerlo a pressione atmosferica? Una valvola di sicurezza Una valvola di respirazione Una tubazione di sfiato Nessun dispositivo Quale delle seguenti situazioni non crea problemi di NPSH a una pompa centrifuga? Prelievo di liquido dal fondo di una colonna di distillazione che lavora a P = 1 atm Prelievo di liquido dal fondo di una colonna di assorbimento che lavora a P = 1 atm Prelievo di liquido da un accumulatore di riflusso che lavora a P = 20 atm Prelievo di acqua a 95°C da un recipiente che lavora a P = 1 atm Un piccolo reattore esotermico, che contiene una soluzione corrosiva, deve essere mantenuto a 80°C: quale delle seguenti soluzioni di scambio termico è la più opportuna? Una camicia in cui passano condense di acqua demineralizzata, disponibili a 60°C Un serpentino in cui passano condense di acqua demineralizzata, disponibili a 60°C Una camicia in cui passa acqua industriale, disponibile a 35°C Un serpentino in cui passa acqua industriale, disponibile a 35°C Se una colonna di distillazione in esercizio non rispetta le specifiche di separazione richieste, come è più opportuno intervenire? Variando la pressione in testa Variando il numero dei piatti Variando il rapporto di riflusso Variando il livello nel fondo colonna Per quale tipo di impiego può risultare poco adatta una colonna a riempimento? Assorbimento di un gas poco solubile Assorbimento di un gas molto solubile Assorbimento di un gas corrosivo Assorbimento di un gas infiammabile In un circuito di acqua di raffreddamento in ciclo chiuso (acqua industriale) Non va previsto nessun reintegro di acqua, dato che si opera in circuito è chiuso Va previsto un reintegro di acqua, o uno spurgo dell’acqua in eccesso, a seconda delle necessità di raffreddamento dell’impianto Va previsto un reintegro di acqua, per compensare le perdite per evaporazione nella torre di raffreddamento Va previsto un reintegro di acqua, per compensare piccole perdite dalle tubazioni e dagli apparecchi Quale dei seguenti materiali presenta l’impronta di durezza di maggiori dimensioni, a parità di forza applicata, nella prova Vickers C40 normalizzato; 190VHN C40 bonificato; 310 VHN C40 temprato; 480 VHN ghisa bianca; 470 VHN Indicare quale tra i seguenti materiali si rompe a fatica se sottoposto a cicli di sollecitazione sinusoidale compresi tra il valore massimo di 200 ed il minimo di 110 MPa. In tabella sono riportati i limiti di fatica Lf riferiti alla semiampiezza della sollecitazione. lega di titanio Lf = 80MPa Acciaio ricotto Lf = 40MPa Acciaio bonificato Lf = 110MPa Lega di alluminio Lf = 66MPa In una lega equiatomica a due componenti metallici, perfettamente solubili sia allo stato liquido che allo stato solido, la temperatura di liquidus definisce: La temperatura al di sopra della quale inizia a formarsi una fase liquida La temperatura al di sopra della quale la lega è completamente liquida La temperatura al di sotto della quale inizia a formarsi una fase liquida La temperatura di fusione dell’elemento altofondente Un acciaio da bonifica C40, temprato e rinvenuto per 1 ora a 450°C, ha un carico unitario di rottura R = 900 MPa ed un carico unitario di snervamento s = 700 MPa. Quali valori si otterranno dopo un rinvenimento di 1 ora a 650°C? R = 900 MPa , s = 700 MPa R = 750 MPa , s = 750 MPa R = 600 MPa , s = 700 MPa R = 600 MPa , s = 300 MPa Il carico di rottura di un polimero semicristallino aumenta: all’aumentare del peso molecolare medio al diminuire del peso molecolare medio al diminuire del grado di cristallinità al diminuire della velocità di deformazione In una lega ferro-carbonio a temperatura ambiente, in condizioni di equilibrio, il carbonio ha solubilità inferiore a 0,02% in peso. In quale forma è presente il carbonio in eccesso rispetto a questo valore? Elemento sostituzionale Elemento interstiziale Precipitato come carburo di ferro Inclusione non metallica
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