Enunciado

Um tubo de água quente a 80   ° C com 5   c m de diâmetro externo e 10   m de comprimento está perdendo calor por convecção para o ar da vizinhança a 5   ° C a uma taxa de 1.175   W . Determine a taxa com a qual o potencial de trabalho é desperdiçado durante esse processo, como resultado dessa perda de calor.

Passo 1

Vamos lá, estudantes! Um aquecedor de resistência elétrica é imerso em água. O tempo necessário para o aquecedor elétrico elevar a temperatura da água a uma temperatura especificada, a entrada mínima de trabalho e o esforço destruído durante este processo devem ser determinados.

Passo 2

Nós tomamos o ar nas proximidades do tubo (excluindo o tubo) como nosso sistema, que é um sistema fechado. O sistema estende-se desde a superfície externa da tubulação até uma distância na qual a temperatura cai para a temperatura ambiente. Em funcionamento estável, a forma de equilíbrio da entropia para este sistema pode ser expressa como,

Passo 3

A exergia destruída durante um processo pode ser determinada a partir de um balanço de exergia ou diretamente a partir de sua definição,

Resposta

X d e s t r u i ç ã o = 250   W

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