Enunciado

Um aquecedor a resistência elétrica de 2 kW é ligado por 15 minutos em uma sala vazia. A massa de ar na sala é de 75 kg, e a sala é rigidamente vedada para que nenhum ar entre ou saia. A elevação da temperatura do ar ao fim dos 15 minutos será de

  1. 8,5 °C
  2. 12,4 °C
  3. 24,0 °C
  4. 33,4 °C
  5. 54,8 °C

Passo 1

Como a sala é vedada, não há transferência de calor entre o sistema, que nesse caso é a água, e o ambiente, além de não haver trabalho de fronteira. Assim, a equação de balanço de energia do sistema é:

W e = Δ U → W ˙ e Δ t = m c v Δ T

Passo 2

Para o ar, c v = 0,718 kJ/kg.K, e assim temos:

2 ⋅ 15 ⋅ 60 = 75 ⋅ 0,718 ⋅ Δ T → Δ T = 33,4   ° C

Resposta

(d) 33,4 °C

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