Considere uma camara fria utilizada no congelamento de carne bovina. A produção é de
dia, a temperatura no ambiente externo a camara é
, a temperatura de congelamento é de
a temperatura de armazenamento da carne bovina é de
. A carne entra na camara a uma temperatura de
. O calor especifico antes e depois do congelamento é de
e
respectivamente e o calor latente de congelamento da carne é de
. O tempo de funcionamento da camara é de18 horas.
Determine a carga termica de iluminação (Assumir uma taxa de iluminação de
)
Determine a carga termica de iluminação (Assumir uma taxa de iluminação de
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo e identificar o conteúdo que vamos usar para resolver. Temos uma câmara fria que congela carne bovina. Queremos encontrar a carga térmica de iluminação, ou seja, quanto calor essa iluminação está adicionando à câmara. Para isso, vamos precisar entender conceitos de termodinâmica relacionados à transferência de calor e aplicar fórmulas básicas de energia. Vamos usar as informações fornecidas sobre a taxa de iluminação, o tempo de funcionamento da câmara e outras características da carne e do ambiente.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa “carga térmica de iluminação”. Basicamente, é a quantidade de calor que a iluminação dentro da câmara fria está adicionando ao sistema. Esse calor precisa ser removido para manter a temperatura desejada.
A fórmula básica para calcular a energia térmica (
) gerada pela iluminação é:
Onde:
-
é a potência total da iluminação (em watts, W) -
é o tempo de funcionamento (em segundos, s)
Passo 3
Agora, precisamos determinar a potência total da iluminação. Sabemos que a taxa de iluminaç��o é de
. Mas para encontrar a potência total, precisamos saber a área (
) da câmara onde essa iluminação está atuando.
A potência total (
) é dada por:
Onde:
-
é a taxa de iluminação -
é a área em metros quadrados ( )
No entanto, como a área
não foi fornecida diretamente no enunciado, vamos manter a fórmula em termos de
.
Passo 4
O tempo de funcionamento da câmara é de 18 horas. Para usar na fórmula, precisamos converter esse tempo para segundos:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula da energia térmica:
Simplificando, temos:
Como frequentemente usamos quilojoules (
) para facilitar, podemos converter:
Passo 6
Portanto, a carga térmica de iluminação depende da área da câmara fria. Se, por exemplo, conhecêssemos a área
, poderíamos calcular o valor específico. Como não temos essa informação, expressamos a carga térmica em função de
.
Resposta
A carga térmica de iluminação é dada por:
Onde
é a área da câmara fria em metros quadrados.