Sobre o tema
O problema envolve um tanque com água sendo aquecido por uma resistência elétrica e simultaneamente alimentado por uma bomba de água fria. Trata-se de um balanço de energia em regime transiente, onde a energia fornecida pelo aquecedor é usada para elevar a temperatura da água já presente e da água que entra continuamente. A resolução exige aplicar o princípio da conservação de energia, considerando a vazão mássica, o calor específico e a potência dissipada. Esse tipo de questão é comum em termodinâmica aplicada a processos industriais, testando a capacidade de modelar sistemas com fluxo de massa e calor.
Tópicos relacionados
- Balanço de energia em regime transiente
- Calor sensível e capacidade térmica
- Vazão mássica e vazão volumétrica
- Potência elétrica dissipada em resistência
- Conversão de unidades (cal para J)
Enunciado
: 0,25
Na figura mostra-se um tanque sendo alimentado por uma bomba d'�gua, um agitador e um sistema
de aquecimento.
Dados:
� massa espec�fica da �gua: 1 g/cm�;
� calor espec�fico da �gua: 1 cal/(g.�C);
� vaz�o de �gua da bomba: 10 L/min;
� 1 cal = 4,2 J.
Observa��es:
� n�o h� perdas de calor pelo tanque;
� toda energia dissipada pela resist�ncia aquece a �gua;
� o agitador mistura toda a �gua do tanque, mantendo-a numa mesma temperatura.
A �gua do tanque e a fornecida pela bomba encontram-se a 20 �C. Em determinado instante, o
tanque cont�m 220 L de �gua e a chave S do sistema de aquecimento � fechada. O tempo, em
minutos, para que a �gua do tanque atinja 60 �C ser�:
(A) 8 (B) 11 (C) 14 (D) 17 (E) 20
7
Avaliar: +1 XP. Favoritar: salva pra revisar. Comentar: +5 XP + 1 credito IA.
Comentarios (0)
Carregando comentarios...
Perguntas frequentes
O que é um balanço de energia em regime transiente?
É a aplicação da primeira lei da termodinâmica a um sistema onde as propriedades variam com o tempo, considerando a taxa de acúmulo de energia igual à diferença entre as taxas de entrada e saída.
Como converter vazão volumétrica em vazão mássica?
Multiplica-se a vazão volumétrica pela massa específica do fluido. No caso da água, 1 L/min equivale a 1 kg/min, pois a massa específica é 1 g/cm³ = 1 kg/L.
Qual a relação entre calor específico e capacidade térmica?
Calor específico é a quantidade de calor necessária para elevar 1 g de uma substância em 1 °C. Capacidade térmica é o produto da massa pelo calor específico.