Questão 4055

ITA 1997

Física

(Ita 1997) Um vaporizador contínuo possui um bico pelo qual entra água a 20 ^oC, de tal maneira que o nível de água no vaporizador permanece constante. O vaporizador utiliza 800 W de potência, consumida no aquecimento da água até 100 ^oC e na sua vaporização a 100 ^oC. A vazão de água pelo bico é:
Dados:
Calor específico da água = 4,18 kJ/kg·K

Massa específica da água = 1,0 g/cm³

Calor latente de vaporização da água = 2,26×10³kJ/kg

0,31 ml/s.

0,35 ml/s.

2,4 ml/s.

3,1 ml/s.

3,5 ml/s.

Gabarito:

0,31 ml/s.

Resolução:

Sabemos que a potência é constante, logo $P = frac{Q}{Delta t}$ .

Q é o calor necessário para aumentar a temperatura de uma massa m de água em 80ºC e fazê-la evaporar ao mesmo tempo que uma nova massa m vai entrar novamente pelo bico de entrada.

Portanto, $Q = mL + mcDelta T$ .

Logo, $P = frac{m(L + cDelta T)}{Delta t}$ .

$frac{P}{(L + cDelta T)} = frac{m}{Delta t}$ .

$frac{m}{Delta t} = frac{800}{( 2,26*10^6+ 4180*80)}approx 31*10^{-5} kg/s$

Sabemos que 1 kg de água equivale a 1 litro de água.

Portanto, temos uma vazão de $31*10^{-5} l/s$ .

Logo, a vazão é $0,31 ml/s$ .

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