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Um radiador elétrico de 30 l contendo óleo de aquecimento é colocado em uma sala de 50 m3. Tanto a sala como o óleo do radiador estão inicialmente ...

Um radiador elétrico de 30 l contendo óleo de aquecimento é colocado em uma sala de 50 m3. Tanto a sala como o óleo do radiador estão inicialmente a 10°C. O radiador com uma capacidade nominal de 1,8 kW é então ligado. Ao mesmo tempo, calor é perdido pela sala a uma taxa média de 0,35 kJ/s. Depois de algum tempo, as temperaturas médias são medidas, indicando 20°C para o ar da sala e 50°C para o óleo do radiador. Considerando a densidade e o calor específico do óleo como sendo 950 kg/m3 e 2,2 kJ/kk.°C, respectivamente, calcule por quanto tempo o aquecedor foi mantido ligado. Considere que a sala é bem vedada e, portanto, nõa há vazamento de ar.

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação da conservação de energia: Q = m * c * ΔT Onde Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura. Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor que é perdida pela sala: Q_sala = P * t = 0,35 * t Onde P é a potência e t é o tempo. Agora, vamos calcular a quantidade de calor que é ganha pelo óleo do radiador: Q_oleo = m * c * ΔT = 30 * 950 * 2,2 * (50 - 10) = 30 * 950 * 2,2 * 40 = 7.452.000 J Como a sala e o óleo do radiador estão em equilíbrio térmico, a quantidade de calor perdida pela sala é igual à quantidade de calor ganha pelo óleo do radiador: Q_sala = Q_oleo 0,35 * t = 7.452.000 t = 7.452.000 / 0,35 t ≈ 21.291.429 segundos Portanto, o aquecedor foi mantido ligado por aproximadamente 21.291.429 segundos, ou cerca de 248 dias.

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