Uma das etapas do processo de producao do aço consiste em resfria-los rapidamente.Considere uma barra de aço de 10kg a 600°C que e mergulhada em um tanque com 1000 litros de água a 20°.Desprezando a perda de calor para o meio,calcule a temperatura final do metal e da agua quando atingirem o equilíbrio térmico.
Dados; C= 0,1 cal / g.°C;c = 1 cal/g. °C; densidade da água: d =1000 g/ L.
Soluções para a tarefa
m1 . c1 . ΔT + m2 . c2 . ΔT = 0
10 . 100 . (Tf - 600) + 1000 . 1000 . (Tf - 20) = 0
1.000Tf - 600.000 + 1.000.000Tf - 20.000.000 = 0
1.001.000Tf = 20.600.000
Tf = 20,5 ºC
P.S.: Coloquei o calor específico em cal/kg, que é só multiplicar por 1000
A temperatura final do metal e da agua equivale a 20,58°C.
O calor sensível é aquele que, ao ser fornecido ou retirado de um corpo, provoca uma variação da sua temperatura. Podemos calcular o calor sensível por meio da seguinte equação -
Q = mcΔT
Onde,
m - massa
c - calor específico
ΔT = variação da temperatura
As trocas de calor ocorrerão de forma que o calor cedido pelo aço será igual ao absorvido pela água.
∑Q = 0
Como a densidade da água equivale a 1000 g/L, podemos afirmar que em 1000 litros há 1.000.000 gramas.
Calculando a temperatura de equilíbrio térmico-
mcΔT água + mcΔT aço = 0
10⁶. 1. (Tf - 20) + 10⁴. 0,1. (Tf - 600) = 0
10⁶Tf - 20. 10⁶ + 10³Tf - 600. 10³ = 0
1000. 10³ - 200. 10⁵ + 10³Tf - 6. 10⁵ = 0
1001. 10³Tf = 206. 10⁵
Tf = 20,58°C
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