Calorimetria: A figura abaixo mostra o sistema de arrefecimento de um veículo em que o óleo, cujo calor específico é 0,5 cal/g·°C sai do motor a uma temperatura de 120 °C. Em seguida, o óleo é resfriado por um fluxo de ar de 12 kg/s até 80 °C, temperatura na qual é devolvido ao motor. A temperatura ambiente na qual esse processo ocorre é de 20 °C. Considere: calor específico do ar = 0,25 cal/g·°C Sabendo que o resfriamento se deve apenas às trocas de calor entre o óleo e o ar, o fluxo de óleo no sistema deve ser igual a

Como o resfriamento ocorre apenas por troca de calor entre óleo e ar, o calor perdido pelo óleo é igual ao calor ganho pelo ar.

1. Calor perdido pelo óleo (por segundo): Seja $\dot m_o$ o fluxo de massa do óleo.

• $c_o = 0{,}5\ \text{cal/g·°C}$
• $\Delta T_o = 120-80 = 40\ ^\circ\text{C}$ Então: $\dot Q_o = \dot m_o\,(em\ g/s)\cdot 0{,}5\cdot 40$

2. Calor ganho pelo ar (por segundo): O fluxo de ar é $12\ \text{kg/s} = 12000\ \text{g/s}$. Assumindo que o ar entra à temperatura ambiente (20 °C) e sai a 80 °C (mesma temperatura de saída do óleo no radiador):

• $c_{ar} = 0{,}25\ \text{cal/g·°C}$
• $\Delta T_{ar} = 80-20 = 60\ ^\circ\text{C}$ Logo: $\dot Q_{ar} = 12000\cdot 0{,}25\cdot 60$

3. Igualando as taxas de calor: $\dot m_o\cdot 0{,}5\cdot 40 = 12000\cdot 0{,}25\cdot 60$ $\dot m_o\cdot 20 = 12000\cdot 15 = 180000$ $\dot m_o = \frac{180000}{20} = 9000\ \text{g/s} = 9\ \text{kg/s}$

A alternativa correspondente é 9,0 kg/s. Alternativa correta: (E).