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.