Question

40 PONTOS POIS É URGENTEEEEE Uma barra de alumínio (K = 0,5 cal/s.cm.°C) está em contato numa extremidade com gelo em fusão e na outra com vapor de água em ebulição sob pressão normal. Seu comprimento é 25 cm e a seção 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 massa do gelo que se funde em uma hora

Answer 1

Resposta:

m = 450 g

Explicação:

=> Dados:

m = massa do gelo = ?

Δt = tempo = 1 h = 1.60.60 = 3600 s

e = comprimento da barra = 25 cm  

S = área = 5 cm²

K = coeficiente de condutibilidade térmica do alumínio = 0,5 cal/s.cm.ºC

te = temperatura  vapor de água em ebulição = 100 ºC

tf = temperatura gelo em fusão = 0 ºC

=> Cálculo do fluxo de calor      

Ф = K.S.(te - tf)/e                          

Ф = 0,5.5(100 - 0) /25

Ф = 0,5.5(100) /25

Ф =  0,5.500/25                                          

Ф = 250/25

Ф = 10 cal/s

=> Cálculo da quantidade de calor Q

Ф = Q/Δt

10 = Q/3600

10.3600 = Q

36000 cal = Q

=> Cálculo da massa do gelo que se funde em uma hora

A massa de gelo que se funde é calculada a partir do calor recebido calculado acima e do calor latente dado para a fusão.

Q = m.Lf

36000 = m.80

36000/80 = m

450 g = m

Complemento (não pede no problema)

A massa de vapor que se condensa é calculada a partir do calor fornecido calculado acima e do calor latente dado para a vaporização.

Q = m.Lv

36000 = m.540

36000/540 = m

66,66 g = m