Uma esfera de cobre de 10 cm de diâmetro deve ser aquecida de
até a temperatura média de
em 30 minutos. Admitindo que os valores médios da densidade e do calor específico da esfera são p (rô)
, respectivamente, determine: (a) a quantidade total do calor transferido para a esfera de cobre, (b) a taxa média do calor transferido para a esfera (c) o fluxo médio de calor. Os valores médios da densidade e do calor específico do cobre são
, respectivamente.
Passo 1
O enunciado dá uma esfera de cobre de diâmetro
que deve ser aquecida de
até
(variação de
) em
. Pede-se:
(a) calor total transferido;
(b) taxa média de transferência de calor ;
(c) fluxo médio de calor .
O que vamos usar: densidade , calor específico
, geometria de esfera (volume e área), definição de calor sensível
e definições de taxa e fluxo.
(a) calor total
(b) taxa média de transferência de calor
(c) fluxo médio de calor
O que vamos usar: densidade
Passo 2
Calcular a massa da esfera. O raio é
O volume é
Logo a massa é
Passo 3
Calcular o calor sensível usando
e
:
Passo 4
A taxa média de calor é
Passo 5
Para o fluxo de calor usamos a área da superfície da esfera
O fluxo médio é
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)