Um sistema constituído de um tanque e de um agitador, é termicamente isolado e contém 10 Kg de água a
. A potência é do agitador é de
. Pede-se a variação de energia interna (J/ min ). R:
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que o problema está pedindo. Temos um sistema que é um tanque com um agitador, todo isolado termicamente. Dentro, tem 10 kg de água a 10°C. O agitador está usando uma potência de 1/4 de horsepower (HP). A questão quer saber qual é a variação da energia interna desse sistema, medida em Joules por minuto. Para resolver isso, vamos precisar entender sobre conversão de unidades, potência e como a energia interna muda com o aquecimento.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a potência do agitador de horsepower para Watts, que é a unidade padrão no Sistema Internacional. Sabemos que 1 HP = 745,7 Watts. Então, 1/4 HP será:
Passo 3
Agora, como queremos a variação de energia interna por minuto, vamos primeiro calcular a energia fornecida pelo agitador em um minuto. Sabemos que Potência = Energia / Tempo, então Energia = Potência × Tempo.
Como a potência está em Watts (Joules por segundo) e o tempo que vamos considerar é um minuto (60 segundos), temos:
Passo 4
Esse é o total de energia fornecida pelo agitador em um minuto. Como o sistema é termicamente isolado, toda essa energia é usada para aumentar a energia interna da água. Portanto, a variação da energia interna do sistema em um minuto é igual à energia fornecida pelo agitador.
Passo 5
Arredondando para facilitar, a variação de energia interna por minuto é aproximadamente 1.119 Joules por minuto.
Resposta
A variação de energia interna é de 1.119 J/min.
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Calcular
e
quando 1 Kg de água é vaporizada na temperatura constante de 100 oC , sob pressão de 1 atm. Para efetuar tal transformação, adicionou-se 538,9 Kcal/kg à água na forma de calor.
e
Gás de N2 é aquecido num processo em regime permanente. As condições de admissão são 5,5
e entalpia de
e as condições de saída são
,
e entalpia de
. As variações de energia cinética e potencial são desprezíveis. Calcular a quantidade de calor transferido por Kg de N2.
Um meio de fermentação líquido a
a uma taxa de
atravessa um trocador de calor, onde é aquecido até
sob pressão. A água usada para aquecer este meio, entra a
e sai a
. O calor específico do meio de fermentação é
e da água é 1,0
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: 7759,2 Kg/h
Considere o escoamento permanente, unidimensional e completamente desenvolvido de um fluido não-newtoniano descrito pela lei de Potência através de um duto cilíndrico de raio
, sendo conhecidas as pressões na seção de entrada e saída, respectivamente. Deduza expressões para o perfil de tensão de cisalhamento, perfil de velocidade do líquido e vazão mássica do fluido.