Uma barra de cobre com 5,0 cm2 de área de secção transversal e 100,0 cm de comprimento tem uma das suas extremidades em contato com gelo em fusão e a outra em contato com vapor de água em ebulição sob pressão normal, conforme o esboço da figura.
Sendo o coeficiente de condutibilidade térmica do cobre igual a 0,92cal/s.cm.°C, o calor latente de fusão do gelo igual a 80cal/g e o calor latente de vaporização da água igual a 540cal/g, e desprezando-se as perdas de calor pela superfície lateral da barra, com base nos conhecimentos de Termologia, sobre a condução do calor em regime estacionário pode-se afirmar:
A) O fluxo de calor através da barra é igual a 6,4cal/s.
B) A quantidade de calor cedido pelo vapor em 40 minutos é de, aproximadamente, 1,1.10^3cal.
C) A massa de gelo que se funde em 40 minutos é de,aproximadamente, 169g.
D) A massa de vapor de água que se condensa no intervalo de 40 minutos é de, aproximadamente, 20,0g.
E) A temperatura em uma secção da barra situada a 80,0cm da extremidade quente é de, aproximadamente, 25°C.
Se possível, resolução das alternativas
Física II ⇒ Calorimetria Tópico resolvido
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Out 2017
01
13:18
Re: Calorimetria
Lei de Fourier: [tex3]\phi = \frac{kA \Delta T}{L}=\frac{0,92 * 5 * 100}{100}=4,6 cal/s[/tex3]
Daí, eliminamos A.
Letra B: em 40 min -> 2400 segundos, [tex3]Q=2400*4,6=11040 cal[/tex3] , também errada.
Letra C: [tex3]Q=mL \rightarrow 11040=m*80 \rightarrow m=138 g[/tex3] , errada.
Letra D: [tex3]Q=mL \rightarrow 11040=540m \rightarrow m=20,4g[/tex3] , ok, aproximação meio alta mas aceitável.
Letra E: No regime permanente, a temperatura decai linearmente. Utilizando Tales [tex3]\frac{100}{20}=\frac{100}{x} \rightarrow x=20[/tex3] . Como a diferença de temperatura é igual ao tamanho da barra, a temperatura acaba sendo a própria diferença de distância
Daí, eliminamos A.
Letra B: em 40 min -> 2400 segundos, [tex3]Q=2400*4,6=11040 cal[/tex3] , também errada.
Letra C: [tex3]Q=mL \rightarrow 11040=m*80 \rightarrow m=138 g[/tex3] , errada.
Letra D: [tex3]Q=mL \rightarrow 11040=540m \rightarrow m=20,4g[/tex3] , ok, aproximação meio alta mas aceitável.
Letra E: No regime permanente, a temperatura decai linearmente. Utilizando Tales [tex3]\frac{100}{20}=\frac{100}{x} \rightarrow x=20[/tex3] . Como a diferença de temperatura é igual ao tamanho da barra, a temperatura acaba sendo a própria diferença de distância
Ocupado com início do ano no ITA. Estarei fortemente inativo nesses primeiros meses do ano, então busquem outro moderador para ajudar caso possível.
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