Eletrodinamica

Professor Angelo F.

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Respondeu há 3 semanas

Melhor resposta

Essa foi a melhor resposta, escolhida pelo autor da dúvida

Bom dia Nicoli. Vamos que vamos:

Veja a planilha abaixo com todos os dados e cálculos:

Potencia(Joule/s) = vazão mássica(kg/s) * calor especifico da agua(Joule/quilograma * grau C) * diferença de temperatura(grau C); equação básica.

Estamos interessados na vazão mássica e depois vazão volumetrica (vazão mássica / densidade ).

Atente para a conversão de unidades. É melhor você usar o calor específico da água em 4184 J/kg.°C ao invés de 4,2 J/gr.°C. Facilita os cálculos.

Sucesso!!!

Professor Marcos E.

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Respondeu há 3 semanas

Olá, boa tarde. Então, neste caso, queremos aquecer a água de 27ºC para 37ºC. Assumindo que a densidade da água é de 103103 kg/m³, podemos calcular a massa de água necessária para o banho. Vamos supor que o volume de água utilizada seja $V$ metros cúbicos.

Como a densidade $?$ é igual a massa dividida pelo volume, podemos expressar a massa em termos do volume e da densidade:

$m=?V$

Substituindo $m$ na equação de calor, obtemos:

$Q=(?V)c?T$

Como a potência é definida como a energia por unidade de tempo, podemos calcular a energia por segundo (joules por segundo, ou watts) e relacioná-la com a potência do chuveiro:

$\genfrac{}{}{0ex}{}{Q}{t}=P$

Onde $P$ é a potência do chuveiro em watts (2200 W neste caso). Portanto,

(?V)c?Tt=Pt(?V)c?T?=P

Vamos isolar $V/t$, a vazão de água em metros cúbicos por segundo:

Vt=P?c?TtV?=?c?TP?

Agora, para obter a vazão em litros por segundo, devemos multiplicar por 103103 para converter metros cúbicos em litros:

Vt=P?c?T×103tV?=?c?TP?×103

Agora podemos calcular a vazão usando os valores fornecidos:

Vt=2200103×4,2×(37?27)×103tV?=103×4,2×(37?27)2200?×103

Vt=2200103×4,2×10×103tV?=103×4,2×102200?×103

Vt=22004,2×104×103tV?=4,2×1042200?×103

Vt=220042×103tV?=422200?×103

Vt=52,38×103tV?=52,38×103

Vt=5,24×10?2?m3/stV?=5,24×10?2m3/s

Convertendo metros cúbicos por segundo para litros por segundo (1 m³ = 1000 litros), temos:

Vt=5,24×10?2×1000?l/s=52,4?l/stV?=5,24×10?2×1000l/s=52,4l/s

Portanto, a vazão de água que você deve exigir deste chuveiro é de aproximadamente 52,4 litros por segundo. O gabarito 5,24.10^-2 l/s indica a mesma quantidade, mas na notação científica.

Professor Pedro R.

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Respondeu há 3 semanas

Boa noite, vamos primeiro definir algumas grandezas.

, para o caso em questão , temos ainda que a densidade da água é e a vazão é dada por .

Precisamos agora transformar a unidade de calor específico deixando em kg que fica .

Usando a equação fundamental da calorimetria e fazendo as substituições necessárias.

         isolando a vazão teremos:

substituindo os valores dados.

perceba que a resposta está em e o exercício pede , podemos fazer a seguinte relação logo:

Professor Danilo L.

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Respondeu há 2 semanas

Calcular a quantidade de calor em 1 segundo:

• Potência do chuveiro:

Usar a fórmula do calor para encontrar a massa de água aquecida:

• Calor específico da água:
• Variação de temperatura:

Fórmula do calor:

Resolver para m:

Massa para volume:

• Densidade da água:
• 

Resposta final:

Portanto, a vazão da água que você deve exigir do chuveiro é

Sobre as unidades:

Sobre as unidades, nem sempre vem do jeito que a gente quer, por isso tem que saber converter.
4,2J/(gºC) significa: precisa de 4,2 Joules para elevar a temperatura de 1g de água em 1ºC. 
Para 1 Kg, que são 1000g, é só multiolicar por 1000, ficando 4200J/(KgºC)

Sobre o racioínio:

A potência do chuveiro vai indicar o quanto ele consegue esquentar a água que estã passando por ele. Se você tem um cheveiro elétrico, já deve ter reparado que se você abre bem a torneira, a água fica mais fria. Fechando a torneira até ter pouca água, ela fica mais quente (para não queimar, os chuveiros têm um dispositivo de segurança que o desliga se você fecha muito a torneira).
Então, dada uma potencia fixa (2200W, nesse caso), se eu quero um aquecimento de 10ºC (de 27ºC até 37ºC), eu vou controlar na torneira a vazão de água para isso. Abrindo muito, eu vou chegar em 37ºC, fechando muito, eu vou passar de 37ºC.