Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 119
Um engenheiro está projetando um aquecedor elétrico para fornecer um fluxo contínuo de água quente. Um projeto inicial é apresentado na Figura 17.34. A água flui a uma taxa de , o termômetro colocado na entrada registra , o voltímetro indica uma potência fornecida de . a) Quando o estado estacionário é atingido, qual é a leitura do termômetro colocado na saída? b) Por que não é necessário considerar a capacidade calorifica do próprio dispositivo?
Passo 1
a) A potência aplicada é toda usada para esquentar a água no dispositivo, a questão pede para encontrar a temperatura depois que o estado estacionário é atingido. Vamos usar a equação fundamental da calorimetria:
E dividirmos ela por porque a questão deu a taxa de água por minuto e a potência inserida no dispositivo:
Isolando a variação de temperatura:
E substituindo os valores sendo o calor especifico da água:
Passo 2
E como queremos a temperatura final:
Passo 3
b) No estado estacionário, a temperatura do dispositivo é constante, então não irá remover ou adicionar calor ao sistema, não precisamos considera-lo.