Dissertativa 3 - Física - IME 2004

A figura 1 ilustra um sistema de aquecimento de água em um reservatório industrial. Duas bombas hidráulicas idênticas são utilizadas, sendo uma delas responsável pela captação de água da represa, enquanto a outra realiza o fornecimento da água aquecida para o processo industrial. As bombas são alimentadas por uma única fonte e suas características de vazão versus tensão encontram-se na figura 2. O circuito de aquecimento está inicialmente desligado, de maneira que a temperatura da água no tanque é igual a da represa. Supondo que a água proveniente da represa seja instantaneamente misturada pelo agitador no tanque, que não haja dissipação térmica no tanque e que o sistema de aquecimento tenha sido acionado, determine:

1. a vazão das bombas, caso a tensão das bombas seja ajustada para 50 V;

2. a energia em joules fornecida pela resistência de aquecimento em 1 minuto ao acionar a chave S;

3. a temperatura final da água aquecida, após a estabilização da temperatura da água no tanque.

Dados: temperatura da água na represa: 20°C;

calor específico da água: ${\mathrm{C}}_{\mathrm{água}}$ = 1 cal/g°C;

densidade da água: ${\mathrm{d}}_{\mathrm{água}}$ = 1 g/${\mathrm{cm}}^3$;

${\mathrm{R}}_1=2\mathrm{\Omega }, {\mathrm{R}}_2=8\mathrm{\Omega } \mathrm{e} 1 \mathrm{cal}=4,18\mathrm{J}.$