Young, Hugh D. Física II, Sears e Zemansky: termodinâmica e ondas / Hugh D. Young, Roger A. Freedman;. - 14. ed. - São Paulo: Pearson Education… ISBN 978-85-4301-814
Uma das extremidades de uma barra metálica isolada é mantida a
, e a outra extremidade é mantida a
por uma mistura de gelo e água. A barra tem
de comprimento e uma seção reta com área igual a
. O calor conduzido pela barra produz a fusão de
de gelo em
. Ache a condutividade térmica
do metal.
Uma das extremidades de uma barra metálica isolada é mantida a
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é um exercício de Termodinâmica (mais especificamente condução de calor). A gente tem uma barra de metal isolada, com uma extremidade a 100 °C e a outra a 0 °C. Em 10 min ela derrete 8,50 g de gelo na extremidade fria. Queremos achar a condutividade térmica
do metal.
Para isso vamos usar:
Para isso vamos usar:
- O calor latente de fusão da água:
. - A lei de condução de Fourier:
A barra tem comprimento
e área da seção
.
Passo 2
Primeiro calculamos a quantidade total de calor
que derreteu o gelo:
com
.
Então
Então
Passo 3
A taxa de calor (potência) que passou pela barra é
Passo 4
Agora usamos a lei de Fourier na forma
Substituindo:
Resposta
A condutividade térmica do metal é aproximadamente