Dê um exemplo prático (cotidiano ou industrial) em que controlar o
valor de Q seja útil.
valor de Q seja útil.
Passo 1
O enunciado pede um exemplo prático em que controlar o valor de
(a taxa de calor fornecido ou removido de um sistema) seja útil. O conteúdo envolve termodinâmica de transferência de calor e controle de processo, e vamos usar o fato de que alterar
muda a temperatura do sistema.
Passo 2
Lembre que, num balanço de energia para um sistema em regime transiente, vale
onde
é a potência térmica (pos./neg.) que entra no sistema. Controlar
permite manter a temperatura desejada.
Passo 3
Exemplo industrial: num reator CSTR (reator contínuo bem agitado) que realiza uma reação exotérmica, a temperatura tende a subir devido ao calor liberado pela reação. Para manter a temperatura ótima (maximizar rendimento e evitar runaway), usa‐se uma jaqueta de resfriamento em torno do reator.
Nesse sistema, ajusta‐se a vazão do fluido de resfriamento para controlar removido do reator. Se a reação aquece demais, aumenta‐se a vazão de água gelada, elevando o valor negativo de
(mais calor retirado) e trazendo
de volta ao ponto desejado. Se o reator esfriar demais, reduz‐se essa vazão ou até fornece calor (positivo) para repor energia.
Nesse sistema, ajusta‐se a vazão do fluido de resfriamento para controlar
Passo 4
Esse controle de
é fundamental para
- prevenir temperaturas muito altas (risco de explosão ou degradedores),
- manter conversão e seletividade ótima da reação,
- garantir qualidade e segurança no processo químico.
Resposta
Em um reator contínuo exotérmico com jaqueta de resfriamento, controla‐se a vazão do fluido na jaqueta para ajustar
removido, mantendo a temperatura do reator estável, garantindo rendimento, seletividade e segurança do processo.