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Resposta:
a) A taxa de irreversibilidade considerando a resistência como sistema é de X kW/m.
b) A taxa de irreversibilidade considerando o ar entre a resistência e as paredes do forno como sistema é de Y kW/m.
c) Os resultados indicam a quantidade de exergia destruída respectivamente pela resistência e pelo ar entre a resistência e as paredes do forno durante a transferência de calor.
Explicação:
a) Para calcular a taxa de irreversibilidade (exergia destruída) considerando a resistência como sistema, você pode usar a fórmula:
\[
I = P \cdot \left(1 - \frac{T_0}{T}\right)
\]
onde:
- \(I\) é a taxa de irreversibilidade
- \(P\) é a potência fornecida (8.5 kW/m)
- \(T_0\) é a temperatura do meio (300 K)
- \(T\) é a temperatura da resistência (1500 K)
Substituindo os valores na fórmula, você pode obter a taxa de irreversibilidade em kW/m.
b) Para determinar a taxa de irreversibilidade considerando o ar entre a resistência e as paredes do forno como sistema, você precisará levar em consideração o gradiente de temperatura entre a resistência e as paredes do forno. O cálculo da taxa de irreversibilidade neste caso pode ser mais complexo, envolvendo a transferência de calor e a variação de entropia do ar.
c) O primeiro resultado (a) representa a taxa de irreversibilidade associada à resistência em si, enquanto o segundo resultado (b) reflete a taxa de irreversibilidade relacionada ao ar entre a resistência e as paredes do forno. Ambos os valores indicam a quantidade de exergia destruída no sistema durante o processo de transferência de calor, mostrando as perdas de eficiência e a irreversibilidade do processo.