Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 66
Uma sala de ginástica tem oito aparelhos de levantamento de peso sem motores e quatro esteiras, cada uma equipada com um motor de 2,5 hp (potência de eixo). Os motores operam com um fator de carga médio de 0,7, para qual sua eficiência é de 0,77. Durante o horário noturno de pico, todos os 12 equipamentos de exercícios são utilizados continuamente, e também há duas pessoas fazendo exercícios leves enquanto aguardam na fila para usar um dos equipamentos. Considerando que a taxa média de dissipação de calor das pessoas em uma sala de ginástica seja de 525 W, determine a taxa de ganho de calor da sala de ginástica decorrente da presença das pessoas e o funcionamento dos equipamentos durante o horário de pico.
Passo 1
Temos que a taxa de ganho de calor da sala de ginástica durante o horário de pico será a soma das formas de dissipação de calor presentes dentro da sala, assim:
A taxa média de dissipação de calor das pessoas em uma sala de ginástica é de 525 W. Na sala do enunciado, temos 12 pessoas utilizando os 12 equipamentos, além disso, 2 pessoas ficam fazendo exercícios leves esperando para utilizar os equipamentos, totalizando então 14 pessoas, assim:
Passo 2
Dentre os 12 equipamentos, apenas 4 tem motores e vão dissipar calor, assim, a taxa de dissipação de calor desses motores, será:
Temos que 1 hp equivale a 745,7 W, assim, 2,5 hp são equivalentes a 1864,25 W. Substituindo as informações na expressão, teremos:
Passo 3
Assim, a taxa de ganho de calor da sala de ginástica é de
Resposta
A taxa de ganho de calor da sala é de 14,129 kW.