Um recipiente rígido equipado com um agitador contém 1,5 k g de óleo de motor. Determine a taxa de aumento da energia específica, considerando que o calor é transferido para o óleo a uma taxa de 1 W e 1,5 W de potência é aplicado ao dispositivo de agitação.

Passo 1

Para resolver este problema, precisamos realizar um balanço de energia neste sistema:

E ˙ e n t r a - E ˙ s a i = d E s i s t e m a d t

O lado esquerdo da equação representa a taxa líquida de energia transferida na forma de trabalho e calor. Note que 1 W calor é transferido para o sistema e que 1,5 W de potência (trabalho) é aplicado no sistema. Logo, só temos entrada de energia e nenhuma saída.

Reescrevendo a equação, temos:

d E s i s t e m a d t   = Q ˙ + W ˙

Portanto, substituindo as variáveis dadas no enunciado:

d E s i s t e m a d t   = Q ˙ + W ˙ = 1   W + 1,5   W = 2,5   W

Resposta

Para obter a taxa de energia específica, basta dividir a taxa encontrada no passo anterior pela massa de 1,5 k g de óleo:

d e s i s t e m a d t =   1 m d E s i s t e m a d t =   1 1,5   k g 2,5   W = 1,67   W / k g

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