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3) Uma peça de 2 kg de aço encontra-se a uma temperatura inicial de 500oC. 40 kg de água, inicialmente a 25oC, estão no interior de um tanque de aç...

3) Uma peça de 2 kg de aço encontra-se a uma temperatura inicial de 500oC. 40 kg de água, inicialmente a 25oC, estão no interior de um tanque de aço que pesa 5 kg, perfeitamente isolado. A peça de aço é imersa na água e permite-se que o sistema atinja o equilíbrio. Qual é a sua temperatura final? Ignore qualquer efeito de expansão ou contração e admita calores específicos constantes de 4,18 kJ/(kg.oC)para a água e 0,50 kJ/(kg.oC) para o aço.

Essa pergunta também está no material:

Exercícios de Termodinâmica
1 pág.

Engenharia de Produção Universidade TiradentesUniversidade Tiradentes

Respostas

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Para encontrar a temperatura final, podemos usar a equação de conservação de energia: \(Q_{aço} + Q_{água} = 0\) Onde \(Q_{aço}\) é o calor transferido para o aço e \(Q_{água}\) é o calor transferido para a água. O calor transferido para o aço é dado por: \(Q_{aço} = m_{aço} \times c_{aço} \times (T_f - T_i)\) Onde: \(m_{aço} = 2\) kg (massa do aço) \(c_{aço} = 0,50\) kJ/(kg.oC) (calor específico do aço) \(T_i = 500\) oC (temperatura inicial do aço) \(T_f\) é a temperatura final do aço O calor transferido para a água é dado por: \(Q_{água} = m_{água} \times c_{água} \times (T_f - T_i)\) Onde: \(m_{água} = 40\) kg (massa da água) \(c_{água} = 4,18\) kJ/(kg.oC) (calor específico da água) \(T_i = 25\) oC (temperatura inicial da água) \(T_f\) é a temperatura final da água Substituindo os valores conhecidos e somando os dois calores transferidos, podemos encontrar a temperatura final.

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