Ar quente em uma aula de Í1Sica. (a) Um estudante típico assistindo a uma aula de física atentamente produz um calor de 100 W. Qual é a quantidade de calor produzida por uma turma de 140 alunos de física em um anfiteatro ao longo de 50 minutos de aula? (b) Suponha que todo o calor calculado na parte (a) seja transferido para 3.200 m3 de ar do anfiteatro. O calor específico do ar é igual a 1.020 J/kg · K e sua densidade é 1,20 kg/m3. Sabendo que não ocorre nenhuma perda de calor e o ar-condicionado está desligado, qual é o aumento da temperatura do ar do anfiteatro durante os 50 minutos de aula? (c) Quando os alunos estão fazendo uma prova, o calor produzido por aluno aumenta para 280 W. Qual seria o aumento de temperatura do ar do anfiteatro durante 50 minutos, nesse caso?

A partir disso, encontraremos a quantidade de calor que é gerada durante os 50 min pelos 140 estudantes, calcularemos usando a expressão abaixo.

Portanto, a quantidade de calor gerada pelos 140 estudantes, é:

(b) Agora iremos calcular o aumento da temperatura do ar do anfiteatro, para isso calcularemos a massa de ar na sala:

A partir disso, encontraremos a quantidade de calor que gerado durante os 50 min pelos 140 estudantes, calcularemos usando a expressão abaixo.

Substituindo os valores

Portanto, a temperatura aumenta, em:

(c) A quantidade de calor em que os estudantes emitem por segundo é dado pela multiplicação do numero de estudantes pela quantidade de energia que cada emite.

A partir disso, encontraremos a quantidade de calor que gerado durante os 50 min pelos 140 estudantes, calcularemos usando a expressão abaixo.

Como já calculamos a quantidade de calor gerado (passo 6) e calculamos também a massa de ar dentro da sala no passo 3, encontraremos a quantidade de calor gerado durante os 50 min pelos 140 estudantes com emissão de 280 W. Calcularemos usando a expressão abaixo.

Portanto, a temperatura aumenta, em: