Apresentação do Portal Laboratórios Virtuais de Processos Químicos

Apresentação do Portal Laboratórios Virtuais de Processos Químicos
Apresentação do Portal Laboratórios Virtuais de Processos Químicos Maria da Graça Rasteiro Sessão de Apresentação para os Professores do Ensino Secundário DEQ/FCTUC, 14.Março.2008

Laboratórios Virtuais de Processos Químicos http://labvirtual.eq.uc.pt
Sumário Breve apresentação do Portal Resumo do que podem encontrar os utilizadores do Ensino Secundário Apresentação dos conteúdos da secção Ensino Secundário (outros elementos da equipa) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

O PORTAL DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Objectivos Laboratórios Virtuais de Processos Químicos
Objectivos Ferramentas de apoio ao ensino da Engenharia Química Preocupação com o apoio à aprendizagem no quadro do Processo de Bolonha; Estímulo ao desenvolvimento de capacidades de autonomia e espírito crítico no estudante; Enquadramento prático dos conhecimentos científicos. Divulgação do que é a engenharia Química História; Aplicações; Novos domínios de desenvolvimento; O que faz o Engenheiro Químico…………………….. DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Objectivos (cont.) Aproximação ao Ensino Secundário Ponte entre conhecimentos básicos de Física e Química e Engenharia (Processos Químicos); Conteúdos desenvolvidos tendo em atenção o programa de Física e Química do Ensino Secundário; Colmatar o desconhecimento sobre o que é a Engenharia Química; Conteúdos para o Ensino Secundário integrados numa plataforma genérica sobre Engenharia Química e Ensino da Engenharia Química para estimular a curiosidade do utilizador (levar o utilizador a explorar outros campos do Portal para além dos incluídos na secção Ensino Secundário). DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Parcerias Financiamento do POS_C Departamento de Eng. Química da FCTUC Departamento de Eng. Química da FEUP Universidade Agostinho Neto Mediaprimer DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

O PORTAL DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

O Portal Áreas cobertas
Ferramentas de Apoio ao ensino dos Processos Químicos Áreas cobertas Processos de Separação e Operações Unitárias Destilação Extracção líquido/líquido Absorção Adsorção e permuta iónica Operações com partículas sólidas DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

O Portal Áreas cobertas (cont.)
Ferramentas de Apoio ao ensino dos Processos Químicos Áreas cobertas (cont.) Reacção Química Reactores ideais Reactores catalíticos Distribuição de tempos de residência num reactor DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Ferramentas de Apoio ao ensino dos Processos Químicos Áreas cobertas (cont.) Engenharia de Sistemas e Processos (PSE) Controlo e Instrumentação (inclui monitorização on-line da qualidade do ar) Integração de processos Projecto de Produto DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Ferramentas de Apoio ao ensino dos Processos Químicos Áreas cobertas (cont.) Processos Biológicos Fermentação Reactores enzimáticos Processos de separação biológicos Cromatografia Separação por membranas DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

O Portal Ferramentas de Apoio ao ensino dos Processos Químicos Estratégia Bibliotecas multimédia (Fundamentos) Conceitos, animações, aplicações, outros links, bibliografia Simulações Interactivas Projecto de equipamento de processo Influência das condições operatórias no projecto do equipamento Formulários de input de dados/especificações Outputs on-line (Gráficos, tabelas, esquemas) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

O Portal Ferramentas de Apoio ao ensino dos Processos Químicos
INPUTS Tipo de cálculo Especificações (alimentações, condições operatórias…) Modelo Etc. OUTPUTS Gráficos Tabelas Relatórios Esquemas Bases de dados Simulações Interactivas DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Simulações Interactivas - Exemplo Output Extracção líquido/líquido Input DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

O Portal Estratégia (cont.)
Ferramentas de Apoio ao ensino dos Processos Químicos Estratégia (cont.) Casos de Estudo Laboratórios on-line Visualização de experiências laboratoriais (vídeos) Explicação dos objectivos da experiência e da forma de execução Preparar o aluno para a execução experimental Orientar o aluno na preparação do relatório Interacção com alguns dos conteúdos da secção Processos Químicos/Simulações Interactivas; comprovação experimental de alguns dos conceitos/fenómenos aí descritos. DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Laboratórios on-line (Tópicos) Determinação da constante cinética de uma reacção química (Reacção Química/Cinética Química) Caracterização de um reactor tubular (Reacção Química/Tempos de Residência) Estudo da inversão da sacarose (Reacção Química e Processos Biológicos/Reactores Enzimáticos) Estudo de uma resina de permuta catiónica (Processos de Separação/Adsorção e Processos Biológicos/Cromatografia) Controlo remoto do nível de líquido numa cascata de dois tanques (Engenharia de Sistemas e Processos/Controlo) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

O Portal Ferramentas de Apoio ao ensino dos Processos Químicos Utilização: Utilização directa nas aulas (1º e 2º ciclos) Ilustração e aplicação de conceitos; Resolução de casos práticos. Utilização autónoma Estudo individual Resolução de problemas de projecto/dimensionamento de Processos Químicos; Desenvolvimento de tarefas de projecto mais complexas; Preparação de aulas laboratoriais; Preparação dos relatórios dos trabalhos práticos. DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Divulgação do que é a Engenharia Química História da Engenharia Química O que é a Engenharia Química Novas áreas de actuação da Engenharia Química Ambiente e energia Processos biológicos Nanotecnologias O que faz o Engenheiro Químico Ensino e investigação em Engenharia Química Links Engenharia Química no Mundo Engenharia Química em Portugal e nos países da CPLP Ordens dos Engenheiros nos países da CPLP Principais instituições ligadas à Eng. Química (EFCE, IChemE, AIChE) ………………………………………….. DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Ensino Secundário Objectivos: Interface com o Ensino Secundário; Conteúdos relacionados com os programas de Física e Química abordados numa perspectiva de Engenharia; Ponte entre conceitos básicos e aplicações práticas (integração com o quotidiano): Casos de estudo Aplicações computacionais Vídeos Questionários Links para outros portais (Tabela Periódica Bibliografia. DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Ensino Secundário Conteúdos: FÍSICA QUÍMICA Termodinâmica Química Reacção Química Calor e Energia Cinética Química Processos de Separação DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Ensino Secundário Tópicos: Física Energia, Calor e Temperatura Transferência de calor Conservação de energia – Balanço energético Química Termodinâmica Química Vaporização e ebulição Substâncias puras Misturas Modelos termodinâmicos Processos de Separação Destilação Conceitos básicos Aplicações Equipamento Caso de estudo: destilação do petróleo-crude (aplicação computacional) Links para outros Processos de Separação Reacção Química Cinética química DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Ensino Secundário Porta de entrada para a exploração de outras secções do Portal; Para as aceder às restantes secções é necessário efectuar o Registo prévio como utilizador do Portal. Laboratórios Virtuais de Processos Químicos DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Ensino Secundário Elementos de divulgação do Portal: CD (inclui alguns dos conteúdos do portal; é auto-suficiente; algumas aplicações implicam a ligação à internet); Cartaz para afixação nas Escolas; Desdobrável. DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Outras funcionalidades Fórum de discussão FAQ (após edição pela equipa do Portal); Contactos com a equipa organizada por áreas. Endereço geral para contacto: DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Maria da Graça Rasteiro
Laboratórios Virtuais de Processos Químicos Obrigada pela Atenção!  Maria da Graça Rasteiro

Secção: Ensino Secundário M. Graça V.S. Carvalho mgc@eq.uc.pt
Laboratórios Virtuais de Processos Químicos Secção: Ensino Secundário Módulo: Física M. Graça V.S. Carvalho Sessão de Apresentação para os Professores do Ensino Secundário DEQ/FCTUC, 14.Março.2008

Física Objectivos do Módulo
Revisão dos conceitos fundamentais associados a “Fenómenos de Transferência de Calor” Integração de conhecimentos Ilustração com exemplos do quotidiano DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Física Física - Introdução Fontes e Formas de Energia
Energia, Calor e Temperatura Modos de Transferência de Energia Térmica (Calor) Conservação da Energia e Balanço Energético Caso de Estudo DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Física Caso de Estudo: aquecimento de água numa chaleira
Faça uma estimativa do tempo que demora a aquecer 1 L de água até à ebulição numa chaleira equipada com uma resistência eléctrica que debita 1500 W. Admita uma temperatura inicial de 20 ºC. DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Caso de Estudo: aquecimento de água numa chaleira
Conceitos: Energia/calor Transferência de Energia/Calor Regime transiente Balanço energético (Sistema aberto e Sistema fechado) Calor específico da água (Calor  T   energia sensível) Simplificações/erros associados Comentário: tempo calculado por defeito (não foram consideradas as perdas de calor para o ambiente nem o aquecimento da própria chaleira). DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Suponha que se esqueceu de desligar a chaleira. Faça uma estimativa da massa de água evaporada, se a água se mantiver em ebulição (a 100ºC) durante 10 min. Conceitos adicionais: Mudança de fase (Calor   energia latente) Simplificações/erros associados Comentário: massa calculada por defeito (não foram consideradas as perdas de calor para o ambiente). DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Na realidade, durante o tempo de 10 min, evaporam-se 0,45 kg de água. Determine o calor perdido para o exterior. Conceitos adicionais: Calor e Velocidade de Transferência de Calor Modos de Transferência de Calor: Condução, Convecção (livre ou forçada) e Radiação térmica Link ao módulo de “Transferência de Calor e de Massa” DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Outros exemplos do quotidiano Outros exemplos do quotidiano
Mecanismos de Transferência de Calor Mecanismos de Transferência de Calor DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Outros exemplos do quotidiano
Mecanismos de Transferência de Massa Semelhanças entre os processos de transferência de calor e de massa DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Outros exemplos do quotidiano
Transferência Simultânea de Calor e de Massa Transf. massa (convecção) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

Aplicações Industriais
No portal são abordados processos onde ocorre maioritariamente Transferência de Massa DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Carvalho

M. Graça V.S. Carvalho mgc@eq.uc.pt
Laboratórios Virtuais de Processos Químicos Obrigada pela Atenção!  M. Graça V.S. Carvalho

Secção: Ensino Secundário Módulo: Química/ Reacção Química
Laboratórios Virtuais de Processos Químicos Secção: Ensino Secundário Módulo: Química/ Reacção Química Cristina Gaudêncio Baptista Sessão de Apresentação para os Professores do Ensino Secundário DEQ/FCTUC, 14.Março.2008

Reacção Química “A Engenharia Química põe as Moléculas a trabalhar para nós” MOLÉCULAS  ENGENHARIA QUÍMICA  PRODUTOS DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – Cristina Gaudêncio

Reacção Química Objectivos do Módulo
Revisão dos diferentes tipos de Reacções Químicas e sua classificação. Introdução à Cinética Química. Link às secções sobre Cinética de Reacções. DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – Cristina Gaudêncio

Reacção Química Introdução à Cinética Química
Factores que afectam a velocidade de uma reacção química Concentração Temperatura Pressão Área de contacto entre fases Utilização de catalisadores DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – Cristina Gaudêncio

Reacção Química Introdução à Cinética Química Equação cinética geral é
Para a reacção αAA + αB B + αCC  αDD + αEE Equação cinética geral é r = k CAnA CBnB CCnC Link à secção “Processos Químicos/Reacção Química/Estudos Cinéticos” DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – Cristina Gaudêncio

Reacção Química “Processos Químicos/Reacção Química/Estudos Cinéticos”
DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – Cristina Gaudêncio

Reacção Química “Processos Químicos/Processos Biológicos/Fermentação/Fundamentos” DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – Cristina Gaudêncio

“Laboratórios Virtuais/Reacção/Determinação da Constante Cinética”
DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – Cristina Gaudêncio

Secção: Ensino Secundário Módulo: Química Processos de Separação
Laboratórios Virtuais de Processos Químicos Secção: Ensino Secundário Módulo: Química Processos de Separação Maria da Graça Rasteiro Sessão de Apresentação para os Professores do Ensino Secundário DEQ/FCTUC, 14.Março.2008

Química/Processos de Separação
Objectivos do Módulo Aplicação dos conceitos de Termodinâmica Química – Equilíbrio líquido/vapor Transferência de massa aos Processos de Separação. Caso prático Projecto de um sistema integrado de Colunas de Destilação para a Refinação do Petróleo (crude) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Conteúdos: Química/Processos de Separação
Noções gerais de Processos de Separação Processos de Separação: aplicação de conceitos básicos de Física (mecanismos de transferência) e Química (Termodinâmica Química) Importância dos Processos de Separação Processos de Separação e o nosso quotidiano DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Conteúdos (cont.): Aplicações Ambiente Tanque de tratamento de efluentes (Sedimentação) Dessalinização da água (Destilação Flash) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Conteúdos (cont.): Aplicações Aplicações industriais Colunas de Destilação Bateria de Hidrociclones DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Conteúdos (cont.): Aplicações Saúde Equipamento de Diálise DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Conteúdos (cont.): Separação por Destilação Aplicação à Refinação do Petróleo Simulador para o projecto de uma coluna de Destilação para a separação dos componentes do petróleo (hidrocarbonetos). DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Destilação Aplicação dos conceitos de transferência (de massa) e de Termodinâmica Química (equilíbrio de fases) Simulação molecular do equilíbrio de fases Apresentação e discussão dos princípios e mecanismos em que se baseia separação por destilação Volatilidade relativa (medida da facilidade da separação) Andar em equilíbrio DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Destilação Sistemas complexos Azeótropos DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Organização dos conteúdos:
Química/Processos de Separação Destilação Organização dos conteúdos: Fundamentos Andar em equilíbrio Constituintes da coluna (Animação) Relação entre condições operatórias e projecto da coluna (animação) Algumas noções sobre projecto de uma coluna de destilação (rudimentares) Caso prático Destilação do petróleo (Petróleo Simulado) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Destilação do Petróleo Combustíveis Caracterização do Petróleo Composição Tipos de Petróleo Tipos de Hidrocarbonetos Produtos da Refinação do Petróleo Índice de octanas Composição da gasolina (blending) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Destilação do Petróleo O que é uma refinaria de crude (etapas e operações) DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Destilação de um Petróleo Simulado Simulador de Destilação do Petróleo (Destilação do Petróleo) Dados introduzidos por defeito Discussão dos inputs Discussão dos resultados DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Destilação de um Petróleo Simulado Resultados: DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Destilação de um Petróleo Simulado Resultados: Perfil de composições (fracções molares) todo o n-butano sai no destilado todo o n-dodecano sai no resíduo Perfil de temperaturas DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Destilação Destilação de outras misturas Aplicação do simulador na purificação de biocombustíveis (destilação do bioetanol) Ligação ao simulador geral de destilação (base de dados com 25 compostos) Outros Processos de Separação (registo prévio como utilizador do portal) Link Processos Químicos/Processos de Separação Link Processos Químicos/Processos de Separação Biológicos DEQ/FCTUC, 14.Março.2008 – M. Graça Rasteiro

Maria da Graça Rasteiro mgr@eq.uc.pt
Laboratórios Virtuais de Processos Químicos Obrigada pela Atenção!  Maria da Graça Rasteiro

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