Dissertativa 8 - 2ª Fase - Dia 2 - IME 2026

Novidade! Correção inteligente - simulado seus resultados.

Clique aqui e veja a resolução ITA 1ª Fase 2026

Selecione uma prova

Gabarito

Física
1. 1DIS
2. 2DIS
3. 3DIS
4. 4DIS
5. 5DIS
6. 6DIS
7. 7DIS
8. 8DIS
9. 9DIS
10. 10DIS

Questão ativa
Já visualizadas
Não visualizadas
Resolução pendente
ANL
Questão anulada
S/A
Sem alternativas

Questão 8

Dissertativa

Um citricultor contrata os serviços de um engenheiro para especificar uma câmara frigorífica cujo objetivo é congelar certo suco de fruta para exportação. Uma tonelada de produto entra no equipamento na fase líquida e lá deve permanecer até atingir a temperatura de $- 27 ° C$ . Mais especificamente, o citricultor está interessado em uma estimativa inicial da potência de acionamento do compressor tendo em vista os custos crescentes da tarifa elétrica. O engenheiro afirma que um dispositivo com 30 HP de potência deve atender, com folga, ao requisito.

Dados:

calor específico do suco na fase líquida: $1, 0 kcal / (kg \cdot ° C)$ ;
calor específico do suco na fase sólida: $0, 5 kcal / (kg \cdot ° C)$ ;
calor latente de solidificação do suco: $72, 5 kcal / kg$ ;
temperatura inicial do suco: $33 ° C$ ;
ponto de congelamento do suco: $- 2 ° C$ ;
temperatura no interior da câmara frigorífica: $- 27 ° C$ ;
temperatura do ambiente onde se situa a câmara frigorífica: $34, 5 ° C$ ;
coeficiente de desempenho do equipamento: 3/4 do referente ao Ciclo de Carnot;
duração estimada do processo de congelamento: $96$ minutos;
$1 cal = 4 J$ ;
$1 HP = 3 / 4 kW$ .

Empregando os dados listados acima:

a) realize uma análise termodinâmica do problema em questão e avalie a potência do compressor, em HP;
b) compare seu resultado com o valor mencionado pelo engenheiro e discuta se a estimativa é procedente.

Resolução:

a) O calor retirado da fonte fria pelo refrigerador (em módulo) é igual ao calor para levar o suco ao congelamento à temperatura de $- 27 ° C$ .

$Q_{f} = Q_{suco} = {[m \cdot c \cdot ΔT]}_{líq} + mL + {[m \cdot c \cdot ΔT]}_{sol} Q_{f} = 1000 \cdot 1 \cdot (33 + 2) + 1000 \cdot 72, 5 + 1000 \cdot 0, 5 \cdot (27 - 2) Q_{f} = 120000 kcal = 480000 kJ$

Para um intervalo de tempo de 96 minutos:

$\dot{Q_{f}} = \frac{Q_{f}}{Δt} = \frac{480000 kJ}{96 \cdot 60 s} = \frac{250}{3} kW = \frac{1000}{9} HP$

Coeficiente de desempenho:

$β = \frac{3}{4} \cdot β_{Carnot} = \frac{3}{4} \cdot \frac{T_{f}}{T_{q} - T_{f}} = \frac{3}{4} \cdot \frac{246}{307, 5 - 246} \to β = 3 β = \frac{\dot{Q_{f}}}{P} \to 3 = \frac{\frac{1000}{9} HP}{P} \to P \approx 37 HP$

b) O engenheiro afirma que um dispositivo com 30 HP de potência deve atender, com folga, ao requisito. Como a potência requerida é de 37 HP, a estimativa não procede.

Downloads

Provas

Fique por dentro das novidades

Inscreva-se em nossa newsletter para receber atualizações sobre novas resoluções, dicas de estudo e informações que vão fazer a diferença na sua preparação!