Enunciado

Considere uma sala que inicialmente esteja à temperatura externa de 20 °C. A sala contém uma lâmpada incandescente de 100 W, um aparelho de TV de 110 W, um refrigerador de 200 W e um ferro elétrico de 1.000 W. Supondo não haver nenhuma transferência de calor através das paredes, determine a taxa de aumento da quantidade de energia da sala quando todos esses dispositivos elétricos estão ligados.

Passo 1

Temos que a taxa de energia da sala será dada por:

d E s a l a d t = E ˙ d e n t r o - E ˙ f o r a

Foi nos dito que não há transferência de calor através das paredes, ou seja, não há influência externa na energia dentro da sala, daí, vamos considerar que E ˙ f o r a = 0 .

Passo 2

Temos então que a taxa do aumento de energia da sala será:

d E s a l a d t = E ˙ d e n t r o

Temos que a taxa de energia de dentro da sala é proveniente da lâmpada ligada, um aparelho de TV, um refrigerador e um ferro elétrico, daí

E ˙ d e n t r o = E ˙ l â m p a d a + E ˙ T V + E ˙ r e f r i g e r a d o r + E ˙ f e r r o

Passo 3

Substituindo a quantidade de energia utilizada por cada aparelho, temos:

E ˙ d e n t r o = 100   W + 110   W + 200   W + 1000   W = 1410   W = 1,41   k W

Resposta

Assim, a taxa de aumento da energia no interior da sala é de 1410 W ou 1,41 kW.

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