Enunciado

O ventilador em um computador pessoal extrai 0,5 pé³/s de ar a 14,7 psia e 70 °F pela caixa que contém a CPU e outros componentes. O ar sai a 14,7 psia e 80 °F. Calcule a potência elétrica, em kW, dissipada pelos componentes do PC.

Passo 1

Vamos organizar os dados do enunciado:

A vazão volumétrica do ar é dada por: V ˙ a r = 0,5 p é s s

A temperatura de entrada do ar: T 1 = 70 º   C A temperatura de saída do ar: T 2 = 80 º   F A pressão de entrada do ar: P 1 = 14,7   p s i a A pressão de saída do ar: P 2 = 14,7   p s i a

Passo 2

Para um dispositivo em regime permamente como um tubo ou um duto, o balanço de energia para a convervação energética pode ser escrito como:

E ˙ e n t r a d a = E ˙ s a í d a W ˙ + m ˙ e n t r a d a h e n t r a d a = m ˙ s a í d a h s a í d a

Passo 3

O fluxo mássico pode ser representado como:

m ˙ = ρ V ˙ a r

Da equação dos gases ideais:

ρ 1 = P 1 R T 1 = 14,7 ( 0,3704 ) ( 70 + 460 )

Para o ar R = 0,3704   p s i a . f t 3 l b m . R

Portanto:

ρ 1 = 0,0748   l b m / f t 3

Dessa forma:

m ˙ a r = ρ V ˙ a r   m ˙ a r = 0,0748 0,5 m ˙ a r = 0,0374   k g / s

Passo 4

Dado o calor específico do ar C p = 0,24   B t u / l b m º F

Usando o balanço de massa:

m ˙ e n t r a d a = m ˙ s a í d a = m ˙ a r

W ˙ = m ˙ s a í d a h s a í d a - h e n t r a d a W ˙ = m ˙ a r C p T 2 - T 1 W ˙ = 0,0374 × 0,24 80 - 70 W ˙ = 0,08976   B t u / s

Conversão: 1 B t u s = 1,055   k W

W = 0,08976 × 1,055 W = 0,0946   k W

Resposta

W = 0,0946   k W

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um voltímetro com um fundo de escala de 10 V é usado para medir a tensão de saída no circuito da Figura P5.7. Qual é a leitura do voltímetro? Admita que o amp op seja ideal.
O capacitor no circuito mostrado na Figura P7.87 está carregado com 20 V, no instante em que a chave é fechada. Se o dielétrico do capacitor se rompe (perde suas características isolantes) quando a te
A chave no circuito da Figura P7.88 esteve fechada por um longo tempo. A tensão máxima nominal do capacitor de 1,6 mF é 14,4 kV. Em quanto tempo, depois da abertura da chave, a tensão no capacitor alc
Não há nenhuma energia armazenada no capacitor do circuito da Figura P7.77 quando a chave 1 se fecha em t = 0. A chave 2 fecha‑se 2,5 milissegundos mais tarde. Determine vo(t) para t $ 0.
No circuito da Figura P7.78, a chave 1 estev na posição a, e a chave 2 esteve fechada, por um longo tempo. Em t = 0, a chave 1 passa instantaneamente para a posição b. Duzentos microssegundos mais tar