Para se ter uma otimização de gastos e resultados esperados na confecção da Máquina de Algodão Doce, foi necessário um cálculo aproximado da quantidade de energia necessária para fundir o algodão e as dimensões e material que usaríamos para fazer a resistência da máquina afim de chegar na temperatura ideal.
Os cálculos que fizemos seguem abaixo:
Dados:
- Ponto de fusão do açucar: aproximadamente 150ºC
- Calor específico do açúcar: 1344,5 Joules/Kg
- Densidade do açúcar: 16g/cm³
- Resistividade fio de Níquel-Cromo: 1,1 Ohm.mm²/m
- Massa de açúcar para derreter: 10g
Q = Energia
M = Massa
Cp = Calor específico
T = Temperatura To = Temperatura incial
P = Potência
t = tempo
R = Resistência
U = Energia fornecida
p = Resistividade
L = Comprimento
A = Área de seção
Quantidade de Calor necessária para atingir o ponto de fusão:
Q = M.Cp. (T- To)
Q = 10g . 1344,5 joules/kg . (165ºC - 25ºC)
Q = 1882,30J
Potência necessária para alcançar essa energia em 20s:
P = Q/t
P = 1882,30J/20s
P = 94,115W
Resistência necessária para alcançar essa potência ligada na tomada de 127V:
R = U²/P
R = 127V²/94,115W
R = 171,38 Ohm
Comprimento necessário para se fazer a resistência com um fio de Níquel-Cromo, com uma diâmetro de seção de 0,2mm:
(Área da seção
A = 3,14 * 0,1mm²
A = 0,03mm²)
R = p . L/A
L = (171,38Ohm . 0,03mm²)/(1,1Ohm.mm²/m)
L = 4,7m
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