Transmissão de calor e dilatação
Uma barra de alumínio (K = 0,5 cal/s.cm.°C) está em contato numa extremidade com gelo em fusão (0 °C) e na outra com vapor de água em ebulição (100 °C) sob pressão normal. Seu comprimento é 25 cm e a secção transversal tem 5 cm2 de área. Sendo a barra isolada lateralmente e dados os calores latentes de fusão do gelo e de vaporização da água (LF = 80 cal/g; LV = 540 cal/g) determine:
a) A massa de gelo que se funde em meia hora;
b) A massa de vapor que se condensa no mesmo tempo
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RD Resoluções
Inicialmente iremos calcular o fluxo de calor, dado por:
\(\phi=\frac{k*A*\Delta{T}}{e}\\ \phi=\frac{0.5*5*100}{25}\\ \phi=10 cal/s\)
O fluxo de calor nos dá a qauntidade de calor por unidade de tempo (s), então, como queremos saber a quantidade de calor que passa em meia hora (1800 segundo), teremos:
\(Q=\phi*t\\ Q = 10*1800\\ Q =18kcal\)
(a)
A partir do calor recebido calculado acima e do calor latente dado no probelma, para a fusão do gelo, teremos:
\(Q=m*L_f\\ m=\frac{Q}{L_f}\\ m=\frac{18000}{80} \)
Portanto, a massa de gelo, é:
\(m=225 g\)
(b)
A partir do calor recebido calculado acima e do calor latente dado no probelma, para a vaporização, teremos:
\(Q=m*L_v\\ m=\frac{Q}{L_v}\\ m=\frac{18000}{540} \)
Portanto, a massa de vapor, é:
\(m=33.3 g\)
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