Question

Em indústrias, é comum a utilização de tanques encamisados para aquecimento do líquido contido no tanque. Nesses tanques, há envolto uma espécie de camisa térmica preenchida com água junto a uma resistência térmica, conhecida também por serpentina, que promove o aquecimento da água. Essa camisa térmica do tanque não está em contato direto com ele, ou seja, trata-se de um sistema fechado, que não permite a mistura da água com o conteúdo presente no tanque. O sistema desse tipo de tanque é demonstrado na figura a seguir, em que a parte amarela representa a camisa de aquecimento por onde circula a água quente. Num determinado dia de produção, a serpentina de aquecimento parou de funcionar. O conteúdo presente nesse tanque trata-se de um produto de alto valor agregado, que está sendo produzido por enzimas extremamente sensíveis a variações na temperatura. O Engenheiro de Produção foi solicitado a fazer o reparo imediato, para evitar uma grande perda de produção. Ele verificou que na empresa não havia "resistência de aquecimento" para a troca. Para solucionar o problema, fez uma improvisação (também conhecido como artifício técnico) tirando o pedaço quebrado, cerca de 1/4 do comprimento total da “resistência de aquecimento”, e ligando novamente, o pedaço restante ao conector. Considere que o valor original da potência era 4500W e que a resistividade da “resistência de aquecimento” não muda com a temperatura. Resolva os pontos descritos a seguir: a) Qual a nova potência dissipada pela serpentina improvisada? b) Nessa nova situação, a mistura irá aquecer mais ou menos que na situação inicial? Justifique sua resposta. (Máximo de 5 linhas). c) No problema ilustrado, há outro fenômeno físico envolvido, a transferência de calor entre a camisa de aquecimento e a mistura presente no tanque. Quais as formas mais pronunciadas de transferência de calor: condução, convecção ou irradiação? Justifique sua resposta. d) Supondo que com a improvisação o calor fornecido ao tanque aumentou em 40% e que a mistura reacional é sensível ao aumento brusco da temperatura. Qual deve ser a proporção de aumento da massa no tanque para compensar esse aquecimento? Considere que o calor específico da substância é constante e que a temperatura final não pode exceder seu valor máximo (é sensível), portanto, a variação de temperatura também deve ser constante.

Answer 1

Resposta:

Explicação: