Fuvest 2002 · Segunda fase · Discursiva

Física · Calorimetria, Termodinâmica

Uma caixa d'água C, com capacidade de 100 litros, é alimentada, através do registro R1, com água fria a 15∘^\circC, tendo uma vazão regulada para manter sempre constante o nível de água na caixa. Uma bomba B retira 3 L/min de água da caixa e os faz passar por um aquecedor elétrico A (inicialmente desligado). Ao ligar-se o aquecedor, a água é fornecida, à razão de 2 L/min, através do registro R2 para uso externo, enquanto o restante da água aquecida retorna à caixa para não desperdiçar energia. No momento em que o aquecedor, que fornece uma potência constante, começa a funcionar, a água, que entra nele a 15∘^\circC, sai a 25∘^\circC. A partir desse momento, a temperatura da água na caixa passa então a aumentar, estabilizando-se depois de algumas horas. Desprezando perdas térmicas, determine, após o sistema passar a ter temperaturas estáveis na caixa e na saída para o usuário externo:

  1. A quantidade de calor Q, em J, fornecida a cada minuto pelo aquecedor.
  2. A temperatura final T2, em ∘^\circC, da água que sai pelo registro R2 para uso externo.
  3. A temperatura final T2, em ∘^\circC, da água na caixa.

Questão discursiva: a fonte não traz resolução.

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