PERGUNTA 3 Gases de exaustão de uma caldeira, com temperatura de 230 °C, podem ser utilizados para pré-aquecer O ar ambiente, com temperatura de 30 °C

Question

PERGUNTA 3 Gases de exaustão de uma caldeira, com temperatura de 230 °C, podem ser utilizados para pré-aquecer O ar ambiente, com temperatura de 30 °C. O ar aquecido é fornecido para O queimador da caldeira através de um trocador de calor, com 70% de eficiência. Igualando a vazão do ar a ser aquecido à dos gases de exaustão e considerando que os calores específicos são aproximadamente iguais, qual será a temperatura do ar aquecido? a. 70 °C. b. 100 °C. C. 130 °C. d. 170 °C. °C. e. 200 °C.

Ed · Answer

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o conceito de eficiência do trocador de calor e a troca de calor entre os gases de exaustão e o ar.

1. **Temperaturas**:
   - Temperatura dos gases de exaustão: 230 °C
   - Temperatura do ar ambiente: 30 °C

2. **Eficiência do trocador de calor**: 70% (ou 0,7).

3. **Cálculo da temperatura do ar aquecido**:
   A eficiência do trocador de calor indica que 70% da diferença de temperatura entre os gases de exaustão e o ar ambiente será transferida para o ar.

A diferença de temperatura entre os gases de exaustão e o ar ambiente é:
   $$
   \Delta T = 230 °C - 30 °C = 200 °C
   $$

Agora, calculamos a quantidade de calor transferida para o ar:
   $$
   Q = 0,7 \times \Delta T = 0,7 \times 200 °C = 140 °C
   $$

Portanto, a temperatura do ar aquecido será:
   $$
   T_{ar aquecido} = T_{ar ambiente} + Q = 30 °C + 140 °C = 170 °C
   $$

Assim, a temperatura do ar aquecido será **170 °C**. Portanto, a alternativa correta é: **d) 170 °C**.

Termodinâmica

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