calorimetria
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calorimetria
Um reator nuclear opera com eficiência de 33%,
produzindo 10³ MW de eletricidade. Ele está instalado às
margens de um rio, cuja água remove o calor produzido e
não utilizado. Qual deve ser a vazão mínima de água do
rio, através do reator, para que a temperatura da água não
suba mais do que 10 ºC?
Dados: 1 cal = 4,18 J
cágua = 1 cal/gºC
4,8 .104 kg/s
produzindo 10³ MW de eletricidade. Ele está instalado às
margens de um rio, cuja água remove o calor produzido e
não utilizado. Qual deve ser a vazão mínima de água do
rio, através do reator, para que a temperatura da água não
suba mais do que 10 ºC?
Dados: 1 cal = 4,18 J
cágua = 1 cal/gºC
4,8 .104 kg/s
Bruna Barreto- Fera
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Data de inscrição : 30/03/2011
Idade : 29
Localização : Rio de janeiro
Re: calorimetria
Potência elétrica = 10³ MW = 10³*(10^6) W = 10^9 W
Potência térmica = 3*10^9 W (Rendimento de 1/3)
cágua = 1 cal/gºC = 4,18 J/(10^-3 kg)*ºC = 4,18*10³ J/kgºC
Para t = 1 s ----> Q = P*t ----> Q = 3*10^9 J
Q = m*c*dT ----> (3*10^9) = m*(4,18*10³)*10 ----> m = 3*10^9/4,18*10^4 ----> m ~= 7,2*10^4 kg
Em 1 s a vazão vale 7,2*10^4 kg/s
Tens certeza dos dados do enunciado e do gabarito?
Potência térmica = 3*10^9 W (Rendimento de 1/3)
cágua = 1 cal/gºC = 4,18 J/(10^-3 kg)*ºC = 4,18*10³ J/kgºC
Para t = 1 s ----> Q = P*t ----> Q = 3*10^9 J
Q = m*c*dT ----> (3*10^9) = m*(4,18*10³)*10 ----> m = 3*10^9/4,18*10^4 ----> m ~= 7,2*10^4 kg
Em 1 s a vazão vale 7,2*10^4 kg/s
Tens certeza dos dados do enunciado e do gabarito?
Elcioschin- Grande Mestre
- Mensagens : 71399
Data de inscrição : 15/09/2009
Idade : 77
Localização : Santos/SP
Re: calorimetria
Sim Elcio se o Sr. quiser ver é o exercicio 32 dessa lista:http://www.futuromilitar.com.br/portal/attachments/article/69/TD007FIS12_AFA_EFOMM_calorimetria.pdf
Bruna Barreto- Fera
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Idade : 29
Localização : Rio de janeiro
Re: calorimetria
n=rendimento=0,33
P_u=potência útil
P_t=potência total=10³ MW/s=10^9 W/s
c=1 cal/gºC=4180 J/kgºC
T2-T1=10ºC
n=P_u/P_t=>p_u=0,33*10^9 W/s (essa é potência usada para produzir eletricidade)
porém 67% são usados na produção de calor, então tem-se P_d=0,67*10^9 W/s e:
Q=mc(T2-T1)=>Q/t=mc(T2-T1)/t=>Q/t=(m/t)c(T2-T1)=>P_d=zc(T2-T1)=>z=P_d/c(T2-t1)=0,67*10^9/(4180*10)=6700*10^3/418=1,6*10^4 kg/s
Porém não é gabarito, talvez haja algum erro no gabarito ou talvez o valor citado no problema fosse 3*10³ MW em vez de 10³ MW, concorda com o raciocínio de minha resolução?
P_u=potência útil
P_t=potência total=10³ MW/s=10^9 W/s
c=1 cal/gºC=4180 J/kgºC
T2-T1=10ºC
n=P_u/P_t=>p_u=0,33*10^9 W/s (essa é potência usada para produzir eletricidade)
porém 67% são usados na produção de calor, então tem-se P_d=0,67*10^9 W/s e:
Q=mc(T2-T1)=>Q/t=mc(T2-T1)/t=>Q/t=(m/t)c(T2-T1)=>P_d=zc(T2-T1)=>z=P_d/c(T2-t1)=0,67*10^9/(4180*10)=6700*10^3/418=1,6*10^4 kg/s
Porém não é gabarito, talvez haja algum erro no gabarito ou talvez o valor citado no problema fosse 3*10³ MW em vez de 10³ MW, concorda com o raciocínio de minha resolução?
Leandro!- Mestre Jedi
- Mensagens : 963
Data de inscrição : 12/07/2011
Idade : 31
Localização : Rio de Janeiro - RJ
Re: calorimetria
é eu entendi sua resoluçao,deve estar errado mesmo
Obrigada Leandro
Obrigada Leandro
Bruna Barreto- Fera
- Mensagens : 1621
Data de inscrição : 30/03/2011
Idade : 29
Localização : Rio de janeiro
Re: calorimetria
De nada, fico feliz ajudar
Leandro!- Mestre Jedi
- Mensagens : 963
Data de inscrição : 12/07/2011
Idade : 31
Localização : Rio de Janeiro - RJ
Re: calorimetria
Tava de bobeira aqui tentando resolver essa questão do professor e encontrei a mesma em aberto aqui ... Deixa ver se consigo.
n = 33% = 0,33
PU = 10^9W
0,33 = 10^9/PT --> PT = 3 * 10^9W
Calor que a água deve amenizar:
67% do total. 0,67 * 3*10^9W = 2,01*10^9W
Q = m * cal/g°C * (t2 - t1)
2,01*10^9W / 4,18J = m * 1cal/g°C * 10°C
m = ~4,80*10^7g ---> :1000 --> Massa = 4,80*10^4kg. Portanto, a vazão seria 4,80 * 10^4 kg/s
n = 33% = 0,33
PU = 10^9W
0,33 = 10^9/PT --> PT = 3 * 10^9W
Calor que a água deve amenizar:
67% do total. 0,67 * 3*10^9W = 2,01*10^9W
Q = m * cal/g°C * (t2 - t1)
2,01*10^9W / 4,18J = m * 1cal/g°C * 10°C
m = ~4,80*10^7g ---> :1000 --> Massa = 4,80*10^4kg. Portanto, a vazão seria 4,80 * 10^4 kg/s
Última edição por jamiel em Dom 09 Mar 2014, 12:26, editado 1 vez(es)
jamiel- Jedi
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Idade : 39
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Re: calorimetria
Jamiel
Não entendi sua resolução:
1) O rendimento de 33% foi aplicado inicialmente para a energia. Porque a água deve amenizar 67% do total ?
2) No final você calculou m = 4,8*10^4 kg e deu a resposta como 4,8*10^9 kg/s. De onde surgiu esta diferença nos expoentes?
Não entendi sua resolução:
1) O rendimento de 33% foi aplicado inicialmente para a energia. Porque a água deve amenizar 67% do total ?
2) No final você calculou m = 4,8*10^4 kg e deu a resposta como 4,8*10^9 kg/s. De onde surgiu esta diferença nos expoentes?
Elcioschin- Grande Mestre
- Mensagens : 71399
Data de inscrição : 15/09/2009
Idade : 77
Localização : Santos/SP
Re: calorimetria
Hum ... foi erro de digitação rsrsr Digitei tanto esse nove aqui que acabei colocando na resposta finalElcioschin escreveu:Jamiel
Não entendi sua resolução:
1) O rendimento de 33% foi aplicado inicialmente para a energia. Porque a água deve amenizar 67% do total ?
2) No final você calculou m = 4,8*10^4 kg e deu a resposta como 4,8*10^9 kg/s. De onde surgiu esta diferença nos expoentes?
jamiel- Jedi
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Idade : 39
Localização : Recife - Pernambuco - Brasil
Re: calorimetria
Do total, temos a energia produzida e a energia em forma de calor dissipado. Não é assim? Penso que água serve para amenizar o calor ...Elcioschin escreveu:Jamiel
Não entendi sua resolução:
1) O rendimento de 33% foi aplicado inicialmente para a energia. Porque a água deve amenizar 67% do total ?
2) No final você calculou m = 4,8*10^4 kg e deu a resposta como 4,8*10^9 kg/s. De onde surgiu esta diferença nos expoentes?
jamiel- Jedi
- Mensagens : 255
Data de inscrição : 30/08/2011
Idade : 39
Localização : Recife - Pernambuco - Brasil
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