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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 175

Determine a taxa de perda de calor sensível de um prédio devido à infiltração, considerando que o ar externo a 5 °C e 90 kPa entra no prédio a uma taxa de 35 L/s, enquanto o ar interno é mantido a 20 °C.

Passo 1

Vamos assumir que:

A casa é mantida a 20 ° C em todos os momentos.

A carga de calor latente é insignificante.

O ar infiltrado é aquecido a 20 ° C antes de se filtrar.

O ar é um gás ideal com aquecimentos específicos constantes à temperatura ambiente.

As mudanças nas energias cinética e potencial são insignificantes.

Existem condições de fluxo estáveis.

Sabemos que a constante gasosa do ar é R =   0.287   k P a . m 3 / k g . K O calor específico do ar à temperatura ambiente é c p = 1.005   k J / k g . º C

Então, a densidade do ar nas condições externas é

ρ o = P o R T o = 1.17   k g / m 3

O balanço energético é:

E e n t - E s a í d a = Δ E s i s t e m a = 0

E e n t = E s a í d a

Q e n t +   m h 1 = m h 2 , já que Δ k e = Δ p e = 0

Q e n t = m c p ( T 2 - T 1 )

Passo 2

Em seguida, a carga térmica sensível à infiltração correspondente a uma taxa de infiltração de 35 L / s é:

Q i n f i l t r a ç ã o = ρ o V a r c p ( T i - T o ) = 1.029   k W

Resposta

Q i n f i l t r a ç ã o = ρ o V a r c p ( T i - T o ) = 1.029   k W

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