Ao longo de uma barra metálica isolada lateralmente , verifica-se a passagem de 500 calorias num intervalo de 2 min . Determine o fluxo de calor ao longo dessa barra .
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre uma barra metálica isolada pelas laterais, onde passam 500 calorias em 2 minutos. O nosso objetivo aqui é determinar o fluxo de calor ao longo dessa barra. Vamos precisar entender os conceitos de calor, tempo e como calcular o fluxo de calor usando fórmulas básicas de termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é fluxo de calor. Fluxo de calor, ou taxa de transferência de calor, indica quanta energia térmica está passando por uma área em um determinado tempo. A fórmula básica para calcular o fluxo de calor ($ \dot{Q} $) é:
Onde:
- $ Q $ é a quantidade de calor transferida (em calorias),
- $ \Delta t $ é o intervalo de tempo (em minutos ou segundos).
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula. O exercício fornece que $ Q = 500 $ calorias e $ \Delta t = 2 $ minutos. Mas, para facilitar, vamos converter o tempo de minutos para segundos, já que geralmente usamos segundos na fórmula.
Sabemos que 1 minuto tem 60 segundos, então:
Passo 4
Agora, vamos inserir os valores na fórmula do fluxo de calor:
Passo 5
Fazendo a conta:
Resposta
O fluxo de calor ao longo da barra é aproximadamente $ 4,17 , cal/s $.