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Em aplicações industriais, trocadores de calor são fundamentais para a transferência de energia térmica entre dois fluidos. O fluido A, que opera como o fluido quente, possui uma vazão mássica de 10 kg/s e entra no trocador com uma temperatura de 150°C, saindo resfriado a 80°C. O fluido B, o fluido frio, possui uma vazão mássica de 15 kg/s e entra no trocador a 30°C, sendo aquecido pela energia transferida do fluido A. Ambos os fluidos têm um calor específico de 5 kJ/kg°C.
Qual será a temperatura de saída do fluido B após o processo de troca de calor?
50°C
55°C
67°C
70°C
77°C
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Desvendando com Questões

há 6 horas

Respostas

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há 6 horas

Vamos resolver passo a passo: Dados: - Fluido A (quente): - vazão mássica \( m_A = 10 \, kg/s \) - temperatura entrada \( T_{A,in} = 150^\circ C \) - temperatura saída \( T_{A,out} = 80^\circ C \) - Fluido B (frio): - vazão mássica \( m_B = 15 \, kg/s \) - temperatura entrada \( T_{B,in} = 30^\circ C \) - temperatura saída \( T_{B,out} = ? \) - Calor específico \( c = 5 \, kJ/kg^\circ C \) (igual para ambos) Passo 1: Calcular a energia perdida pelo fluido A: \[ Q = m_A \times c \times (T_{A,in} - T_{A,out}) = 10 \times 5 \times (150 - 80) = 10 \times 5 \times 70 = 3500 \, kW \] Passo 2: A energia ganha pelo fluido B é igual à energia perdida pelo fluido A (sem perdas): \[ Q = m_B \times c \times (T_{B,out} - T_{B,in}) \] Passo 3: Isolando \( T_{B,out} \): \[ T_{B,out} = \frac{Q}{m_B \times c} + T_{B,in} = \frac{3500}{15 \times 5} + 30 = \frac{3500}{75} + 30 = 46.67 + 30 = 76.67^\circ C \] Arredondando, a temperatura de saída do fluido B é aproximadamente 77°C. Resposta correta: 77°C.

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