Para o reator de 100.000 Litros e supondo que todo o calor gerado por essa reaçāo seja transferido a uma serpentina, em que há água gelada entrando a 10^circ C e saindo a 20^circ C, estime a vazão de água na saída de água no sistema (em kg/s).

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um reator de 100.000 litros que gera calor durante uma reação. Esse calor é transferido para uma serpentina onde a água entra a 10°C e sai a 20°C. Nosso objetivo é descobrir qual é a vazão de água que sai dessa serpentina, em kg/s. Para resolver isso, vamos usar conceitos de transferência de calor e propriedades da água, como a capacidade térmica.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que toda a energia térmica gerada pela reação no reator está sendo transferida para a água na serpentina. Isso significa que a energia perdida pelo reator é igual à energia ganha pela água.

Passo 3

A fórmula básica para transferência de calor é:
Q = dotm times cp times De
Onde:
  • é a taxa de transferência de calor (em Watts, W)
  • é a vazão mássica da água (em kg/s)
  • é a capacidade térmica específica da água (aproximadamente )
  • é a variação de temperatura da água (em °C)

Passo 4

Rearranjando a fórmula para encontrar a vazão mássica dotm = Qcp times De:
Agora, precisamos encontrar o valor de , que é a quantidade de calor que precisa ser removida do reator.

Passo 5

Como não foi fornecida diretamente a taxa de geração de calor , vamos assumir que sabemos essa informação ou que podemos calculá-la a partir de outros dados do processo. Sem esse valor, não conseguimos calcular um número exato para a vazão.

Passo 6

No entanto, se tivermos dotm = Q4186 times (20 - 10) = Q41860 , podemos substituir na fórmula:
Isso nos daria a vazão mássica em kg/s.

Resposta

A vazão de água na saída do sistema é igual a kg/s, onde é a taxa de transferência de calor em Watts.

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