Transferência de calor

Question

Eu tenho 100 gramas de água (calor específico da água = 1 cal/gºC) a 100ºC. Quanto tempo é necessário para esfriar essa água até chegar a 80ºC, considerando-se apenas as trocas com o ambiente que está a 27ºC?

Michel R. · Answer

A taxa de transferência de calor por convecção é dada por: dQ/dt=h.A.(T1-T2). Onde h é o coeficiente de convecção. A é a área da superfície do objeto em contato com o meior. Imagine essa água espalhada numa bacia. Ela irá esfriar muito mais rápido do que se estivesse em um copo, porque isso interfere na área de contato. Outro ponto importante: A temperatura muda com o passar do tempo então você deve resolver esse problema por integração. Você sabe que dq=mcdT. Então pode escrever a equação da seguinte forma: dq/dT=h.A.dt. Integre dos dois lados. O limite de integração de T vai de 100 à 27 ºC. e a variação de tempo você irá encontrar a partir daí.  Um detalhe importante: Não da pra resolver essa questão só com ferramentas do ensino médio (pelo menos eu não sei como).  Dê uma olhada nesse texto aqui: http://www.ifsc.usp.br/~donoso/fisica_arquitetura/Transferencia_de_Calor.pdf Tem uma parte que fala sobre convecção.

Sony M. · Answer

Olá Eduardo,  Este é um problema relacionado à chamada Lei de Resfriamento de Newton, mas, a meu ver, o enunciado está incompleto. Vou explicar o motivo:  Primeiro, vamos calcular a quantidade de calor transferida no resfriamento. Para isso, usamos a fórmula  Q = mc (Ti - Tf)    = 100*1*(100-27)   =  7300 cal ou, convertendo para Joules, 30563.64 J  Acontece que o tempo que leva para transferir essa quantidade de calor, conforme já explicado pelo professor Rossi, depende da área de contato da superfície da água com o meio. Se a área for A = 10cm² dá um valor, se for A = 30cm², dá outro valor.  Como a área não é informada no encunciado, a resolução completa da questão já se torna inviável.   Por enquanto é isso,  Até

Samuel S. · Answer

Resposta segue abaixo. Espero que tenha ajudado e a resposta tenha feito sentido pra você . Meu whatsapp é (34)99164-2393 - estou disponível para dúvidas, sem compromisso.  Se possível, escolha minha resposta como A MELHOR - me ajuda bastante!  SUCESSO! Forte abraço!  Sua questão está incompleta, precisa saber a taxa de trânsferencia de calor para resolver a questão.

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