Qual é a quantidade de calor transferida em um trocador de calor operando com escoamento em regime estacionário, aproximadamente a pressão atmosférica, nos seguintes casos:
(e) Quando 1000 kg de ar são aquecidos de 25 a 1000^{\circ} \mathrm{C} ?

Passo 1

O enunciado pede a quantidade de calor sensível transferida para aquecer ar de 25{}^\circ\mathrm{C} a 1000{}^\circ\mathrm{C} em regime estacionário e à pressão atmosférica. O conteúdo necessário é o cálculo de calor sensível usando calor específico a pressão constante.

Passo 2

Em processos de aquecimento sem mudança de fase, a quantidade de calor sensível é
Q = m\,c_p\,\Delta T
onde m é a massa, c_p é o calor específico a pressão constante e \Delta T é a variação de temperatura.

Passo 3

Dos dados temos
m = 1000\\ \mathrm{kg},\qquad T_i = 25{}^\circ\mathrm{C},\qquad T_f = 1000{}^\circ\mathrm{C},
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\Delta T = T_f - T_i = 1000 - 25 = 975\\ \mathrm{K}.

Passo 4

Para o ar a pressão atmosférica usamos o valor aproximado
c_p = 1{,}005\\ \mathrm{kJ/(kg\cdot K)}.
Substituindo em Q = m\,c_p\,\Delta T obtemos
Q = 1000\;\mathrm{kg}\times 1{,}005\;\mathrm{kJ/(kg\cdot K)}\times 975\;\mathrm{K} = 979\,875\;\mathrm{kJ}.

Passo 5

Convertendo para joules e escrevendo em notação adequada:
Q = 979\,875\;\mathrm{kJ} = 9{,}79875\times 10^8\;\mathrm{J} \approx 9{,}8\times 10^8\;\mathrm{J}.

Resposta

A quantidade de calor necessária é aproximadamente 9{,}8\times 10^8\\ \mathrm{J}.

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