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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 97

Um pequeno bulbo de lâmpada de halogênio recebe uma potência elétrica de 50   W . O pequeno filamento está a 1000   K e fornece 20 % de potência como iluminação e o restante como o calor transferido ao gás, o qual está a 500   K ; o vidro do bulbo está a 400   K . Toda potência é absorvida pelas paredes da sala a 25   ° C . Determine a taxa de geração de entropia no filamento, no bulbo inteiro incluindo o vidro, e na sala inteira incluído o bulbo.

Passo 1

Fala, galera! Nessa questão nós vamos usar a equação de energia:

d E d t = 0 = W ˙ e l e - Q ˙ r a d - Q ˙ c o n d

E a equação de entropia:

d s d t = 0 = ∫ Q ˙ T + S ˙ g e r

Vamos lá!

Passo 2

Primeiro para o filamento, a equação de entropia fica:

S ˙ g e r = Q ˙ r a d T f i l a + Q ˙ c o n d T f i l a

S ˙ g e r = Q ˙ r a d + Q ˙ c o n d T f i l a

S ˙ g e r = W ˙ e l e T f i l a

S ˙ g e r = 50 1000

S ˙ g e r = 0,05   W / K

Passo 3

Em toda a lambada, incluindo o vidro, temos:

S ˙ g e r = - - 10 1000 - - 40 400

S ˙ g e r = 0,11   W / K

Passo 4

E em toda a sala, incluindo a lâmpada:

S ˙ g e r = Q ˙ t o t a l T p a r e d e

S ˙ g e r = 50 25 + 273

S ˙ g e r = 0,168   W / K

Concluímos o exercício! 😉

Resposta

S ˙ g e r = 0,05   W / K

S ˙ g e r = 0,11   W / K

S ˙ g e r = 0,168   W / K

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