Rendimento no aquecimento

RELATÓRIO

Titulo: Rendimento no aquecimento.

Objectivos:

Distinguir calor e temperatura;
Determinar a quantidade de energia necessária para aumentar a temperatura de uma certa massa de uma substância;
Identificar os elementos constituintes de um circuito eléctrico;
Associar a cada elemento do circuito a respectiva função;
Determinar a potência fornecida por uma resistência eléctrica;
Estabelecer balanços energéticos em sistemas termodinâmicos, identificando as parcelas que correspondem à energia útil e à energia dissipada no processo.

Introdução teórica:

Considerando uma certa massa de água que se encontra, inicialmente, à temperatura θi.

Quando se aquece essa massa de água utilizando uma resistência eléctrica de aquecimento, ocorre uma transferência de energia, como calor, da resistência para a água.

Essa transferência de energia traduz-se num aumento da temperatura da água (θf) e, consequentemente, num aumento da energia interna desse sistema.

O calor (Q) é a energia em trânsito entre sistemas a diferentes temperaturas. Permite medir a energia transferida, espontaneamente, da resistência eléctrica para a água.

A quantidade de energia transferida, como calor, que é necessário para aumentar a temperatura da massa de água depende dos seguintes factores:

Massa de água (m);
Diferença de temperatura (Δθ = θf – θi);
Capacidade térmica mássica da água (c = 4190 J/(kg ºC))

A expressão matemática que permite calcular essa quantidade de calor é: Q = m x c x Δθ

Esta quantidade de calor corresponde à energia útil. Ou seja, à energia absorvida pela água e que provocou a sua elevação de temperatura.

No entanto, nem toda a energia que se fornece ao sistema é, efectivamente, utilizada. Parte dessa dissipa-se, transferindo-se para as vizinhanças desse sistema. O balanço energético desse sistema permite escrever a seguinte expressão:

Efornecida = Eútil + Edissipada

O rendimento no aquecimento (η), de uma certa massa