Question

(ITA) Uma roda d'água converte em eletricidade, com uma eficiência de 30%, a energia de 200 litros de água por segundo caindo de uma altura de 5,0 metros. A eletricidade gerada é utilizada para esquentar 50 litros de água de 15°C a 65°C. O tempo aproximado que leva a água para esquentar até a temperatura desejada é:

Answer 1

∆t = variacao de tempo (Tfinal - Tinicial) = (x - 0)
P = potencia
T = trabalho = mgh = Energia potencial gravitacional

P  = T / ∆t, unidade de medida: Joules

Q = calor sensivel
m = massa
c = calor especifico, da água: 1,000 cal/g°C
∆T = variacao de temperatura

Q = mc∆T, unidade de medida: cal
1 cal = 4,2 Joules

Densidade  = massa/Volume
massa da agua: 1000x0,05 -> tudo esta em metro cúbico
massa da agua: 50 Kg do tanque e 200kg da roda d'água 


Ep = mgh = 200.10.5 = 1000 Joules, porem apenas 30% é aproveitado: 300 Joules

Q = mc∆T
P = Q/∆t
300 = mc∆T/∆t
300 = 50.1000.(65-15).4,2/ (TempoFinal - TempoInicial)
300 = 50000.50.4,2/ (tfinal - tinicial)
(tfinal - tinicial)300 = 10500000
(tfinal - 0) = 10500000/300
tf = 105000/3
tf = 3500 segundos