The ducts of an air heating system pass through an unheated area. As a result of heat losses, the temperature of the air in the duct drops by . If the mass flow rate of air is , determine the rate of heat loss from the air to the cold environment.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A questão fala sobre a perda de calor em um sistema de aquecimento de ar que passa por uma área não aquecida. A temperatura do ar diminui 3°C e queremos descobrir a taxa de perda de calor. Vamos precisar entender conceitos de transferência de calor, especificamente como calcular a perda de calor devido a uma mudança de temperatura no fluxo de massa do ar.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter a taxa de fluxo de massa de ar de kg/min para kg/s, porque as fórmulas geralmente usam segundos como unidade de tempo. Sabemos que:
Então,

Passo 3

Agora, vamos usar a fórmula para calcular a taxa de perda de calor ( ) quando há uma mudança de temperatura no fluxo de massa. A fórmula é:
Onde:
  • é a taxa de perda de calor (em Watts, W)
  • é a taxa de fluxo de massa (em kg/s)
  • é a capacidade calorífica específica do ar (em J/kg°C)
  • é a mudança de temperatura (em °C)

Passo 4

Precisamos dos valores para e . A capacidade calorífica específica do ar ( ) é aproximadamente 1005 J/kg°C, e a mudança de temperatura ( ) é de 3°C. Substituindo esses valores na fórmula:
Calculando:

Resposta

A taxa de perda de calor do ar para o ambiente frio é de 6018 Watts.

Exercícios relacionados

Um lote de 454 kg de purê de maçã a é aquecido em um trocador de calor adicionando-se de 121300 kJ . Calcule a temperatura de saída do produto.
Cp do purê de maça
A mass of copper at is dropped into an insulated tank containing 80 kg of water at . Determine the final equilibrium temperature in the tank.
A mass of iron at is brought into contact with 20 kg of aluminum at in an insulated enclosure. Determine the final equilibrium temperature of the combined system.
Preencha a tabela a seguir referente à análise textural.
Amostra TFSA (g) Umidade <br> Tara <br> béquer <br> Béquer + <br> areia Areia <br> Leitura <br> da argila <br> a <br> Leitura <br> da argila <br> corrigida <br>
01 50,0 5,0 25,0 36,4 27,2
02 50,0 6,0 24,0 57,8 9,8
03 50,0 5,6 26,0 30,2 35,4
Amostra Areia (%) Argila (%) Silte (%)
:—: :—: :—: :—:
01
02
03
Lembrando:
TFSA
Correção da leitura do hidrômetro pela temperatura:
  • somar para cada acima de ( densidade leitura);
  • subtrair para cada acima de ( densidade leitura).