OBF Fluxo de calor

por mhcaf Qui 28 Mar 2013, 16:37

(OBF)Uma caixa de isopor cúbica,cujo interior tem aresta de 50cm, tem paredes de 1cm de espessura e está completamente preenchida com água e com 10kg de gelo, a 0 grau Celsius.Se a caixa permanecer durante 5 horas em um local cuja temperatura é 40 graus Celsius, que quantidade de gelo será derretida? Considere que a diferença de temperatura entre o exterior e o interior da caixa permaneça constante durante esse tempo e que a condutividade térmica do isopor é k = 0,01W/(m.ºC).

Resp:3,23 kg

por **VictorCoe** Qui 28 Mar 2013, 17:58

Aplicação de fórmula, cuidado que W é J/s(joules por segundo) e 1cal=4,2 J

$OBF Fluxo de calor Gif.latex?\frac{mL_F}{\Delta t}=\frac{K.A$

por **ramonss** Qui 28 Mar 2013, 18:02

$k = \frac{0,01J}{s.m.^{\circ}C}$

-

$\\\Phi =\frac{Q}{\Delta t}=k.A.\frac{\Delta \theta}{e}\\\\Q=mL\\\\\therefore \boxed{m=\frac{k.A.\Delta \theta .\Delta t}{e.L}}$
(é importante lembrar que essa é a massa de gelo derretida se houvesse apenas uma face do cubo; como são 6, deveremos multiplicar por 6 depois)

Vamos usar as seguintes unidades:
massa: kg
tempo: s
tamanho: m

Calor latente de fusão do gelo: 80cal/g = 336000J/kg
k = 0,01J/s.m.ºC
A = (0,5)² = 0,25m²
∆θ = 40ºC
∆t = 5*60*60 = 18000s
e = 0,01m

$\\m=\frac{0,01\times 0,25\times 40 \times 18000}{0,01\times 336000}\Rightarrow m = 0,536kg\\\\\\R=6\times m =3,216kg\\\\\\\boxed{R\approx 3,216kg}$

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