100 O calorímetro de fluxo é um dispositivo usado para medir o calor específico dos líquidos. O líquido que passa pelo calorímetro, com uma vazão conhecida, recebe energia, na forma de calor, a uma taxa conhecida. A medida da diferença de temperatura resultante entre os pontos de entrada e de saída do líquido permite determinar o calor específico do líquido. Suponha que um líquido, de massa específica 0,85 g / cm^3, passa por um calorímetro de fluxo com uma vazão de 8,0 cm^3 / s. Quando um aquecedor elétrico é usado para fornecer energia ao líquido a uma taxa de 250 W , uma diferença de temperatura de 15C8 é estabelecida no regime estacionário entre os pontos de entrada e de saída. Qual é o calor específico do líquido?

Passo 1

O enunciado descreve um calorímetro de fluxo onde um líquido de massa específica rho=0,85 g/cm^3 escoa com vazão volumétrica Q=8,0 cm^3/s. Um aquecedor fornece potência P=250 W e, em regime estacionário, a diferença de temperatura entre entrada e saída é De<a T=15,^circC.
Conteúdo: balanço de energia em regime estacionário para fluxo contínuo. Vamos usar a relação
P = dot m,c,De<a T,
em que dot m é a vazão mássica e c o calor específico do líquido.

Passo 2

Converter a densidade de rho=0,85 g/cm^3 para unidades SI. Sabemos que 1 g/cm^3=1000 kg/m^3, logo
rho = 0,85times1000 = 850 kg/m^3

Passo 3

Converter a vazão volumétrica Q=8,0 cm^3/s para m^3/s. Como 1 cm^3=10^-6 m^3, vem
Q = 8,0times10^-6 = 8,0times10^-6 m^3/s

Passo 4

Calcular a vazão mássica dot m pelo produto da densidade pela vazão volumétrica:
dot m = rho,Q = 850 kg/m^3times 8,0times10^-6 m^3/s =6,8times10^-3 kg/s

Passo 5

Aplicar o balanço de energia em regime estacionário:
P = dot m,c,De<a T
Isolando c, temos
c = Pdot m,De<a T

Passo 6

Substituir os valores numéricos:
c = 250 W(6,8times10^-3 kg/s)times(15 ^circC) = 2500,102 Jkg,^circ C approx2451 Jkg,^circ C

Resposta

O calor específico do líquido é aproximadamente
c approx 2,45times10^3 Jkg,^circ C

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