. O balanço de energia é a primeira etapa na análise de problemas
que envolvem a transferência de energia entre dois pontos. No caso da
transferência de calor, a energia térmica estará em trânsito da região de
maior temperatura para a de menor temperatura.
Assinale a alternativa que resume a interpretação do balanço de energia
aplicado na condução do calor.
a) O balanço de energia em um elemento de volume diferencial leva
em consideração o fato de que a energia não pode ser destruída nem
criada. Isto quer dizer que todas as taxas que entram no sistema em
análise, somada com a ‘’geração’’ (por exemplo, devido a uma reação
química) deve ser igual à soma de todas as taxas de calor que partem
do elemento considerado e da eventual taxa de acúmulo de energia
no sistema.
b) O balanço de energia em um elemento de volume diferencial leva
em consideração as energias presentes no interior do elemento e as
diferentes formas de energias na redondeza do elemento diferencial,
de tal forma que a soma de todas essas energias representa o conteúdo
de energia interna do material.
c) O balanço de energia representa a soma de todas as formas de energia
que podem estar presentes em um elemento diferencial. Quando
aplicada no caso da condução de calor, deve-se desconsiderar apenas
as formas térmicas de energia.
d) O termo da taxa de acúmulo de energia no elemento diferencial
está relacionado ao aumento de temperatura no elemento. Quando
o termo é positivo significa que a temperatura está diminuindo no
interior do sistema.
e) O balanço de energia não pode considerar o termo de geração de
energia, visto que é impossível que a energia térmica, ou qualquer
outra forma de energia, seja gerada. Isto é uma clara violação da
primeira lei da Termodinâmica.
Soluções para a tarefa
Resposta:
letra a)
Explicação:
a) O balanço de energia em um elemento de volume diferencial leva
em consideração o fato de que a energia não pode ser destruída nem
criada. Isto quer dizer que todas as taxas que entram no sistema em
análise, somada com a ‘’geração’’ (por exemplo, devido a uma reação
química) deve ser igual à soma de todas as taxas de calor que partem
do elemento considerado e da eventual taxa de acúmulo de energia
no sistema.
Verdadeiro. Esta é basicamente a definição térmica do balanço de energia, que deve ser sempre focado no fato de que energia não se perde e nem se cria, então dentro de um sistema fechado a energia é sempre constante.
b) O balanço de energia em um elemento de volume diferencial leva
em consideração as energias presentes no interior do elemento e as
diferentes formas de energias na redondeza do elemento diferencial,
de tal forma que a soma de todas essas energias representa o conteúdo
de energia interna do material.
Falso. As energia presentes no exterior não afetam a energia interna de um sistema, tudo que elas podem fazer é alterar a taxa com a qual a energia interna se dissipa, mas a energia interna em si, só depende das formas de energia presentes internamente.
c) O balanço de energia representa a soma de todas as formas de energia que podem estar presentes em um elemento diferencial. Quando aplicada no caso da condução de calor, deve-se desconsiderar apenas as formas térmicas de energia.
Falso. Outras formas de energia podem dissipar a condução de calor, então em uma analise de condução, não se deve considerar somente formas térmicas. Por exemplo podem haver fontes de calor de fonte químicas.
d) O termo da taxa de acúmulo de energia no elemento diferencial
está relacionado ao aumento de temperatura no elemento. Quando
o termo é positivo significa que a temperatura está diminuindo no
interior do sistema.
Falso. Se o acumulo de energia é positivo no interior de um sistema, então este está aumentando sua temperatura.
e) O balanço de energia não pode considerar o termo de geração de
energia, visto que é impossível que a energia térmica, ou qualquer
outra forma de energia, seja gerada. Isto é uma clara violação da
primeira lei da Termodinâmica.
Falso. Pode-se considerar como geração como processos químicos por exemplo, que apesar de não serem processo termodinâmicos, eles geram calor de forma diferente, pela transformação da energia de ligação de moléculas em calor por exemplo.