grande volume de nutrientes e micro-organismos, a quantidade de energia térmica liberada por unidade de tempo neste processo aeróbico é grande e exige um sistema de controle de temperatura para mantê-la entre
e
. Na ausência desse controlador, a temperatura do meio aumenta com o tempo. Para estimar a taxa de aquecimento nesse caso, considere que a cada litro de
consumido no processo aeróbico sejam liberados aproximadamente 48 kJ de energia térmica (calor). Em um tanque com 500000 litros de cultura, que pode ser considerado como meio aquoso, são consumidos 8750 litros de
a cada minuto.
Se o calor específico da água é
, calcule a variação de temperatura do meio a cada minuto do processo.
Dado: densidade da cultura
.
Se o calor específico da água é
Passo 1
O enunciado descreve um processo aeróbico em que cada litro de
consumido libera
kJ de calor. Num tanque de
L (densidade
kg/L), consome-se
L de
por minuto. Queremos estimar a subida de temperatura
a cada minuto usando a relação de calor sensível
onde
é o calor liberado,
a massa do meio e
seu calor específico.
Passo 2
Calor liberado por minuto em kJ:
Passo 3
Converter
para joules:
Passo 4
Massa do meio e capacidade térmica:
Passo 5
Isolando
em
:
Resposta
A variação de temperatura do meio é aproximadamente
por minuto.