Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 105

Considere uma placa de circuito impresso de núcleo oco com 9 cm de altura e 18 cm de comprimento que dissipa 15 W. A espessura do espaço de ar no meio da placa é de 0,25 cm. Considerando que o ar de resfriamento entra 12 cm no núcleo a 25 °C e 1 atm a uma vazão de 0,8 L/s, determine a temperatura média de saída do ar

Passo 1

Vamos começar a questão assumindo algumas coisas:

  1. O sistema está operando em regime permanente
  2. O ar é um gás ideal com calor específico constante à temperatura ambiente
  3. A pressão atmosférica local é 1   a t m = 101,325   k P A

Propriedades:

A constante dos gases para o ar é R = 0,287   k J /kg.ºC da tabela A - 1 da página 908.

O calor específico do ar para a temperatura ambiente é C p = 1,005   k J / k g . º C da tabela A - 2 da página 909.

Passo 2

Vamos começar a questão escrevendo a equação dos gases ideais:

P = ρ R T ρ = P R T

Em que a pressão atmosférica é P, a constante dos gases ideais é R e a temperatura

É T.

Substituindo P = 101,325   k P A , R = 0,287 k J k g K e T = 25 + 273   K

ρ = 101,325 0,287 × 25 + 273 ρ = 1,1847   k g / m 3

Passo 3

Calculando o fluxo mássico do ar:

m ˙ = ρ V ˙

Em que V ˙ é a vazão volumétrica do ar

Substituindo ρ = 1,1847   k g / m 3 e V ˙ = 0,8 × 10 - 3   m 3 / s

m ˙ = 1,1847 × 0,8 × 10 - 3 m ˙ = 9,4776 × 10 - 4  

Passo 4

Escrevendo a equação do balanço de energia para conservação energética;

E ˙ e n t r a d a = E ˙ s a í d a Q ˙ + m ˙ e n t r a d a h e n t r a d a = m ˙ s a í d a h s a í d a

Como m ˙ e n t r a d a = m ˙ s a í d a :

Q ˙ = m ˙ h s a í d a - h e n t r a d a

Sabendo que h = C ˙ p T Q ˙ = m ˙ C p T 2 - T 1

Substituindo C p = 1,005   k J / k g º C m ˙ = 9,4776 × 10 - 4   k g / s e Q ˙ = 15   W e T 1 = 25 + 273   K

Q ˙ = m ˙ C p T 2 - T 1

15 = 9,4776 × 10 - 4 × 1,005 × 10 3 × T 2 - 25 T 2 - 25 = 15 9,4776 × 10 - 4 × 1,005 × 10 3 T 2 = 25 + 15,75 T 2 = 40,7 º C

Resposta

T s a í d a = 40,7 º C

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Os dois capacitores ligados em série na Figura P6.31 estão ligados aos terminais de uma caixapreta em t = 0. Sabe-se que a corrente resultante i(t) para t . 0 é 800e-25t mA. a) Substitua os capacitore
Não há nenhuma energia armazenada nos capacitores do circuito mostrado na Figura P7.94, noinstante em que as duas chaves são fechadas. Suponha que o amp op é ideal.Determine vo em função de va, vb, R
O amp op da Figura P5.12 é ideal.a) Qual é a configuração de circuito mostrada nessa figura?b) Determine vo se va = 1 V, vb = 1,5 V e vc = -4 V.c) As tensões va e vc permanecem em 1 V e -4 V, respecti
Não há nenhuma energia armazenada no capacitor do circuito da Figura P7.77 quando a chave 1 se fecha em t = 0. A chave 2 fecha‑se 2,5 milissegundos mais tarde. Determine vo(t) para t $ 0.
Um voltímetro com um fundo de escala de 10 V é usado para medir a tensão de saída no circuito da Figura P5.7. Qual é a leitura do voltímetro? Admita que o amp op seja ideal.