A água que entra a
é aquecida a
no tubo de
DI a uma taxa de massa de
. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de
sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
A potência de bombeamento necessária, se a bomba for
eficiente.
A potência de bombeamento necessária, se a bomba for
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo e identificar os conceitos que vamos usar. Temos água entrando a
e sendo aquecida até
em um tubo com diâmetro interno de
, com uma taxa de massa de
. A parte externa do tubo recebe um fluxo de calor de
. Precisamos determinar a potência de bombeamento necessária, sabendo que a bomba tem uma eficiência de
. Vamos precisar usar conceitos de transferência de calor e eficiência energética para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a água. Para isso, usamos a equação da calorimetria:
Onde:
-
é a potência térmica (em Watts, ) -
é a taxa de massa (em ) -
é o calor específico da água ( ) -
é a variação de temperatura (em )
Passo 3
Vamos substituir os valores na equação:
Então:
Ou seja, precisamos de
de energia térmica para aquecer a água.
Passo 4
Agora, vamos considerar a eficiência da bomba. A potência fornecida pela bomba (
) está relacionada à potência útil (
) pela eficiência (
):
Sabemos que a eficiência
.
Passo 5
Substituindo os valores na equação:
Isso significa que a bomba precisa fornecer
para que, com
de eficiência, generosamente, consiga aquecer a água conforme o solicitado.
Resposta
A potência de bombeamento necessária é aproximadamente
.
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The specific gravity of ethyl alcohol is
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A água que entra a
é aquecida a
no tubo de
DI a uma taxa de massa de
. A parte externa do tubo é coberta com um isolante e um elemento de aquecimento elétrico produz um calor uniforme fluxo de
sobre a superficie. Negligenciar qualquer efeito de entrada, determine;
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A temperatura da superfície do tubo interno na tomada;
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