A temperatura encontrada indica que pode haver congelamento de água, presente no ar ambiente, na válvula, causando o entupimento da mesma. Para evitar este problema a válvula deve ser aquecida. Qual o calor que deve ser fornecido? (Resp.: QM=209 kJ / kg );

Passo 1

Vamos resumir o problema: A válvula pode entupir por congelamento da água presente no ar ambiente. Para evitar isso, precisamos aquecer a válvula. O conteúdo que vamos usar aqui é da matéria de Termologia, especificamente sobre calor sensível e calor latente. Vamos precisar das fórmulas para calcular o calor necessário para mudar a temperatura e o estado da água.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que o calor total necessário para aquecer a válvula e evitar o congelamento é composto por duas partes: o calor para aumentar a temperatura da água até 0°C (se a água estiver abaixo disso) e o calor para mudar o estado da água de sólido (gelo) para líquido, se necessário.

Passo 3

A fórmula geral para calcular o calor necessário ( Q = M times (c times De) é:
Onde:
  • é a massa da água,
  • é o calor específico da água ( ),
  • é a variação de temperatura,
  • é o calor latente de fusão da água ( ).

Passo 4

Considerando que queremos que a água não congele, assumimos que a temperatura inicial está abaixo de 0°C e precisamos aquecer até 0°C e depois derreter o gelo se houver. Então, a equação fica:
Q = M times (4,18 times |Tinicial| + 334)
Se assumirmos que a temperatura inicial é tão baixa que todo o calor será usado para derreter o gelo, podemos simplificar para:
QM = 209 , kJ/kg

Resposta

O calor que deve ser fornecido é de .

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