Enunciado

Um trocador de calor é usado para aquecer água fria a 15 °C, a qual entra a uma taxa de 2 kg/s no trocador, por meio de ar quente a 85 °C, que por sua vez entra no trocador a uma taxa de 3 kg/s. O trocador de calor não é isolado e perde calor a uma taxa de 25 kJ/s. Considerando que a temperatura de saída do ar quente é de 20 °C, a temperatura de saída da água fria será de: (a) 28 °C (b) 35 °C (c) 38 °C (d) 41 °C (e) 80 °C

Passo 1

Vamos considerar que a pressão seja constante, vamos usar a Tabela A-2(a) e A-3 para pegar o calor específico do ar e da água:

c p a r = 1,005 k J k g ⋅ K

c a g u a = 4,22 k J k g K

Passo 2

O calor absorvido pela água é:

Q ˙ a g u a = Q ˙ a r - Q p

m ˙ a g u a ⋅ c a g u a ⋅ Δ T a g u a = m ˙ a r ⋅ c a r ⋅ Δ T a r - Q p

2 k g s ⋅ 4,22 k J k g K ⋅ T a g u a 2 - 15 = 3 k g s ⋅ 1,005 k J k g ⋅ K ⋅ 85 - 20 - 25

T a g u a 2 = 35,25 º C

Resposta

b )   35 º C

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