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calorimetria

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Mensagem por Bruna Barreto Seg 12 Mar 2012, 09:21

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

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Mensagem por Elcioschin Qua 14 Mar 2012, 14:52

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?
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Mensagem por Bruna Barreto Qua 14 Mar 2012, 14:56

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

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Mensagem por Leandro! Qua 14 Mar 2012, 17:20

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?

Leandro!
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Mensagem por Bruna Barreto Qua 14 Mar 2012, 17:46

é eu entendi sua resoluçao,deve estar errado mesmo Neutral
Obrigada Leandro

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Mensagem por Leandro! Qua 14 Mar 2012, 17:49

De nada, fico feliz ajudar

Leandro!
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Mensagem por jamiel Dom 09 Mar 2014, 02:05

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


Última edição por jamiel em Dom 09 Mar 2014, 12:26, editado 1 vez(es)

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Mensagem por Elcioschin Dom 09 Mar 2014, 09:49

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?
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Mensagem por jamiel Dom 09 Mar 2014, 12:25

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?
Hum ... foi erro de digitação rsrsr Digitei tanto esse nove aqui que acabei colocando na resposta final

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Mensagem por jamiel Dom 09 Mar 2014, 12:55

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?
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 ...

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