um tanque agitador de agua ( 1000 kg ), é utilizado para elevar a temperatura de uma corrente de entrada de 25^circ C (taxa massica 0,1 kg / s ), atraves de um aquecedor eletrico que fornece ao tanque uma potência de 10 kw . O agitador possui potência de 0,5 kW. Considerando Cp=Cv=4200 J / Kg.K, e estado, qual a temperatura da água na corrente de saida?

Passo 1

O enunciado descreve um tanque agitador em regime estacionário que recebe água a 25^circ C com vazão mássica dot m =0,1 kg/s. Um aquecedor elétrico fornece dot Qrm heater=10 kW e o agitador consome dot Wrm agitator=0,5 kW. Sabemos que Cp=Cv=4200 J/(kgcdot K). Queremos a temperatura de saída Tout no regime permanente.

Passo 2

Em regime estacionário não há acúmulo de energia no tanque, então toda potência elétrica vai para a entalpia da água que sai. O balanço de energia é
dot m,Cp,(Tout-Tin) ;=;dot Qrm heater+dot Wrm agitator

Passo 3

Isolando Tout e substituindo os valores,
Tout = Tin + dotQrm heater + dotWrm agitatordotm cdot Cp = 25 + 10,0 times 10^3 + 0,5 times 10^30,1 times 4200
Tout = 25 + 10,500420 = 25 + 25 = 50

Resposta

50^circ C

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