Os Fundamentos de energia
Por: Felipe Moura Souza • 4/6/2018 • Trabalho acadêmico • 2.169 Palavras (9 Páginas) • 738 Visualizações
Fundamentos de Energia
LISTA 3 – QUANTIDADE DE CALOR
- Uma pessoa bebe 200 gramas de água, calor específico igual a 1cal/(g.°C), a 20ºC.Sabendo-se que a temperatura de seu corpo é praticamente constante e vale 36,5ºC. Calcule a quantidade de calor absorvida pela água.
R: Massa(m): 200g
Calor especifico (c): 1 cal/(g.ºC)
Temperatura da agua: 20º C
Temperatura do corpo: 36,5º C
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- Uma fonte térmica tem potência constante de 200 cal/min. Um corpo de massa 100g absorve totalmente a energia fornecida pela fonte e sua temperatura varia com o tempo de acordo com o gráfico. Calcule o calor específico da substância.
R: Massa (m): 100g[pic 4]
Potencia da fonte: 200 cal/min
Variação de temperatura (∆T): 60-10 = 50ºC
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- Durante 10 minutos, um corpo permanece em contato com uma fonte que fornece 10 calorias por segundo. Sua temperatura sobe de –20ºC para 30ºC. Ocorre uma perda de 30% da energia fornecida para o ambiente. Sendo de 200 gramas a massa do corpo, determine;
A) a quantidade de calor recebida pelo corpo
B) o calor específico da substância de que é feito o corpo.
R(A): Massa (m): 200g
Tempo (∆t): 10 min = 600 segundos
Potencia da fonte: 10 cal/s
Variação de temperatura (∆T): 30 – (-20) = 50ºC
Rendimento (η): 70%
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Temos que 6000 calorias é o total de calor fornecido pela fonte, no entanto, há uma perda de 30% para o ambiente, assim, o corpo recebe 70% do calor total.
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(B):
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- Calcule a quantidade de calor, em kWh mensal, necessária para aquecer a água de banho de uma residência, localizada em SP, onde moram 04 pessoas. As estatísticas confirmam que em média um banho dura 10 min. Considere a utilização de uma ducha com vazão de 3l/min, temperatura final da água 40°C, e a temperatura média da água em SP de 20°C.
R: 4 pessoas
Tempo: 10 min/banho
Vazão: 3L/min = 30L = 30 kg
Variação de temperatura (∆T): 40-20 = 20ºC
Calor especifico: 1 cal/g.ºC
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O valor calculado acima é a quantidade de calor de um banho de uma pessoa, como na casa moram 4 pessoas, multiplica-se o valor individual pela quantidade de pessoas.
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Temos que em um dia gasta-se 2,79 kWh. Para saber o gasto mensal, basta multiplicar o valor pela quantidade de dias em um mês.
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- Um escritório tem dimensões de 2 x 3 x 2,8 metros. Calcule a quantidade de energia necessária para o volume de ar atingir a temperatura de 26°C, sabendo-se que a temperatura está em 15°C. A partir desta quantidade de energia dimensionar a potência do “ar condicionado”, para que o mesmo aqueça o ambiente em 15 minutos. Considere o calor específico do ar igual a 1.000J/(kg. ºC) e sua densidade do ar igual a 1,2 kg/m3.
R: Dimensões: 2 x 3 x 2,8 m
Variação de temperatura (∆T): 26-15 = 11ºC
Tempo (∆t): 15 minutos = 900 segundos
Calor especifico do ar (c): 1000J/(kg.ºC)
Densidade do ar: 1,2 kg/m3
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Calcula-se a quantidade de massa de ar que ocupa o ambiente.
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Tendo a massa é possível calcular a quantidade de calor necessária para o aquecimento (Q), após, calcula-se a potencia necessária para aquecer o ambiente em 15 minutos (900 segundos).
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- Um escritório tem dimensões de 5 x 5 x 3 metros. Inicialmente a temperatura no interior deste é de 25ºC. Chegam 4 pessoas, que nele trabalham, cada uma liga seu computador. Tanto as pessoas quanto o computador consomem 100W cada, na forma de calor. Existe um ar condicionado, cuja capacidade é diminuir em 5ºC a temperatura em meia hora, cuja eficiência é de 50%. Considere o calor específico do ar igual a 1.000J/(kg. ºC) e sua densidade igual a 1,2 kg/m3.
- Determine a potência elétrica do aparelho de ar condicionado para manter o ar, pessoas e computador a 25ºC.
Resp: 2.100W Pútil=Pamb+Ppessoas+Pcomp
- O aparelho de ar condicionado é acionado automaticamente quando a temperatura do ambiente atinge 27ºC, abaixando-a para 25ºC. Quanto tempo depois da chegada das pessoas, no escritório, o aparelho é acionado? Resp: t=3min45s
R (A): Dimensões: 5 x 5 x 3 m
Temperatura ambiente: 25ºC
Calor especifico do Ar (c): 1000J/(kg.ºC)
Densidade do ar: 1,2 kg/m3
Ar condicionado: Abaixar 5ºC
Rendimento do Ar condicionado (η) = 50%
Tempo de operação do ar condicionado (∆t): 30 minutos = 1800 segundos
Potencia consumida por pessoa: 100 W
Potencia consumida por computador: 100 W
Numero de pessoas: 4
Numero de computadores: 4
Calcula-se a quantidade de energia necessária para abaixa a temperatura do ar em 5ºC.
Como é necessário 1000J para abaixar 1ºC, temos:
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