Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Transferência de Calor- Ed: 4º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 18
Uma bola de alumínio de de diâmetro deve ser aquecida de até a temperatura média de . Tomando a densidade e o calor específico médios do alumínio nessa gama de temperaturas como sendo e , respectivamente, determine a quantidade de energia que precisa ser transferida para a bola de alumínio.
Passo 1
Fala aí! Nosso enunciado está pedindo a quantidade de energia que precisa ser transferida para essa bola de alumínio… Bom, podemos determinar essa energia transferida através do calor, usando a relação:
E lembrando que o calor é dado por:
Teremos que:
Partiu continhas então!
Passo 2
Para podermos utilizar a equação que vimos no passo 1, precisamos encontrar a massa da esfera, né?
E como o enunciado deu pra gente a densidade, podemos encontrar da seguinte maneira:
Reorganizando:
Passo 3
Mas nós não temos o volume...rs e agora?
Bom, o volume de uma esfera é dado por:
Reescrevendo a equação utilizando o diâmetro, ficamos com:
Teremos então:
Então, o volume será:
E substituindo os dados teremos:
O volume ficará:
Opa! Mas a densidade foi dada em , então vamos converter a unidade do volume, lembrando que:
Então teremos:
Passo 4
Retornando para o Passo 2, agora podemos determinar a massa da esfera:
Substituindo os valores, temos:
Ficamos com:
Passo 5
E finalmente, retornando para o Passo 1, vamos determinar a energia transferida:
Substituindo os valores que temos, ficamos com:
Logo a energia transferida, será:
Prontinho!