Uma barra cilíndrica de cobre de de comprimento e de seção reta é bem isolada e não perde energia através da superfície. A diferença de temperatura entre as extremidades é , já que uma está imersa em uma mistura de água e gelo e a outra em uma mistura de água e vapor. Com que taxa a energia é conduzida pela barra? Com que taxa o gelo derrete na extremidade fria? Dados e
Passo 1
Esse item consiste em uma questão de condução de calor e por isso vamos usar a fórmula que acabamos de aprender
Como o enunciado nos forneceu tudo para calcularmos , basta substituirmos na fórmula
Obs.: Na diferença de temperatura para colocar em Kelvin, não foi preciso fazer nenhuma conversão!
Porque, como a diferença entre temperaturas é de 100°C, se colocarmos por exemplo a temperatura inicial igual a 0°C e a final igual a 100°C, teremos a simplificação:
Isso é, se tratando de diferenças de temperatura, não importa se é Celsius ou se é Kelvin, vai dar no mesmo ;)
Passo 2
Já esse item é um problema onde o gelo está se transformando em água, quando transferimos calor a uma substância e ela muda de estado e por isso a temperatura se mantém a mesma te lembra de algo? Isso, calor latente.
Se lembrarmos que a forma que usamos em casos como esse é
Você vai perceber que temos um grande problema pois não temos nem a massa de gelo nem a quantidade de calor transferida ao gelo.
A sacada desse item é que ele pede a taxa de gelo que está se transformando em água, ou seja, quanto de gelo em está virando água, assim podemos dividir os dois lados da equação acima pelo tempo e ficamos com
Agora sim, pois
E é o que queremos, agora podemos substituir os valores que temos para achar a taxa de gelo transformada em água