Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 68
Uma sala de deve ser aquecida por um aquecedor elétrico. Deseja-se que o aquecedor tenha capacidade para elevar a temperatura do ar na sala de 5 °C para 25 °C em 11 min. Considerando que a sala não perde calor e uma pressão atmosférica de 100 kPa, determine a potência necessária do aquecedor. Considere calores específicos constantes à temperatura ambiente.
Passo 1
Temos que o balanço de energia para um sistema fechado pode ser dado por:
Adotando a sala como sistema teremos que a variação das energias cinética e potencial podem ser desprezíveis, além disso, a sala não perde calor para o ambiente, então, nosso balanço ficará da seguinte maneira:
Passo 2
Vamos descobrir a massa do ar presente no interior da sala, assim, precisaremos saber também o volume de ar da casa que será dado pelo volume da sala, assim:
Considerando o ar como gás ideal, vamos utilizar a equação dos gases ideais para descobrir a massa do ar, para isso, adotaremos , logo:
Passo 3
Temos que o calor específico a volume constante do ar é , assim, substituindo os dados no nosso balanço de energia, temos:
Resposta
A potência necessária é de 3,27 kW.