Enunciado

a) Um estudante típico assistindo a uma aula de física atentamente produz um calor de 100 W. Qual é a quantidade de calor produzida por uma turma de 90 alunos de física em um anfiteatro ao longo de 50 min de aula? b) Suponha que todo o calor calculado na parte (a) seja transferido para 3200   m 3 de ar do anfiteatro. O calor especifico do ar é igual a 1,20   k g / m 3 . Sabendo que não ocorre nenhuma perda de calor e o condicionador de ar está desligado, qual é o aumento da temperatura do ar no anfiteatro durante os 50 min de aula? c) Quando os alunos estão fazendo uma prova, o calor produzido por aluno aumenta para 280 W. Qual seria o aumento de temperatura do ar do anfiteatro durante os 50 min nesse caso?

Passo 1

Ei galera, aqui vamos aplica Q = m c Δ T ao ar na sala.

A massa se o ar na sala for m = ρ V = ( 1,20   k g / m 3   ) ( 3200   m 3 ) = 3840   k g .  

Lembrando que 1   W = 1 J / s .

Passo 2

  1. Assim, a quantidade de calor produzida por uma turma de 90 alunos de física em um anfiteatro ao longo de 50 min de aula é de:
  2. Q = 3000 s ⋅ 90 e s t u d a n t e s ⋅ 100 J / s ⋅ e s t u d a n t e = 2,70 × 10 7 J

    Passo 3

  3. Agora temos um calor especifico do ar é igual a 1,20   k g / m 3 , a massa de 3840   k g e, calculado no passo 2: Q = 2,70 × 10 7 J .
  4. A partir da equação:

    Q = m c ∆ T

    Temos que:

    ∆ T = Q m c = 2,70 × 10 7 J 3840   k g ⋅ 1 0 20   J / k g ⋅ K = 6,89   ° C

    Passo 4

  5. Nesse caso, o aumento de temperatura é de:

∆ T = 6,89   ° C 280   W 100   W = 19,3   ° C

Na ausência de um mecanismo de resfriamento para o ar, a temperatura do ar aumentaria significativamente.

Resposta

  1. 2,70 × 10 7 J
  2. 6,89   ° C
  3. 19,3   ° C
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Correndo no calor do dia. Você provavelmente já deve ter visto pessoas caminhando com um clima extremamente quente. Há bons motivos para não fazer isso! Ao caminhar consistentemente, um corredor norma
Chaminés negras. Chaminés negras são jatos vulcânicos quentes que emitem fumaça no fundo do oceano. Muitas dessas chaminés estão repletas de animais exóticos, e alguns biólogos acreditam que a vida na
(a) Calcule a diferença na pressão sanguínea entre os pés e o topo da cabeça de uma pessoa de 1,65 m de altura. (b) Considere um segmento cilíndrico de um vaso sanguíneo de 2,0 cm de comprimento e 1,5
Perda de calor durante a respiração. Em climas muito frios, um mecanismo importante na perda de calor pelo corpo humano é a energia gasta para aquecer o ar nos pulmões a cada respiração. (a) Em um dia
Uma esfera metálica com raio de 3,20 cm é suspensa em uma grande caixa metálica com paredes internas mantidas a 30,0 ºC. Um pequeno aquecedor elétrico está embutido na esfera. A energia calorífera pre