Enunciado

Para testes bacteriológicos de reservatórios de água e em clínicas médicas, amostras devem rotineiramente ser incubadas por 24 h a 37 °C. Amy Smith, uma voluntária do Corpo de Paz e engenheira do MIT, inventou uma incubadora de baixa manutenção e baixo custo, que consiste em uma caixa isolada com espuma contendo um material ceroso que derrete a 37,0 °C entremeado com tubos, barras ou garrafas contendo as amostras de teste e o meio de cultura (comida para bactérias). Fora da caixa, o material ceroso é primeiro derretido em um fogão ou coletor de energia solar. Então este material é colocado dentro da caixa para manter as amostras de teste aquecidas enquanto o material solidifica. O calor de fusão do material que muda de fase é 205 kJ/kg. Modele o isolamento como uma barra com área de superfície de 0,490 m2, espessura 4,50 cm e condutividade 0,0120 W/m.°C. Suponha que a temperatura exterior seja 23,0 °C por 12,0 h e 16,0 °C por 12,0 h. (a) Que massa do material ceroso é necessária para conduzir o teste bacteriológico? (b) Explique por que seu cálculo pode ser realizado sem saber a massa das amostras de teste ou do isolamento.

Passo 1

Falaaaaaaaaaaaaaaaa Tribuxo?

Bora resolver mais uma questão!?

Para resolver essa questão iremos usar:

P = Q Δ t = k A T h - T c L

Isolando Q :

Q = k A T h - T c L   Δ t

Faremos:

Q = Q 1 + Q 2

E para achar a massa:

Q = m L f

m =   Q L f

Convertendo:

1   h = 60   m i n = 60   s

12   h = 7,2 × 10 2   m i n = 4,32 × 10 4   s

Passo 2

(a) Calculando Q 1 :

Q 1 = 0,012 ⋅ 0,49 ⋅ 37 - 23 45 × 10 - 2 ⋅ 4,32 × 10 4

Q 1 = 7,903 × 10 4   J

Calculando Q 2 :

Q 2 = 0,012 ⋅ 0,49 ⋅ 37 - 16 45 × 10 - 2 ⋅ 4,32 × 10 4

Q 2 = 1,185 × 10 5   J

Substituindo em Q :

Q = Q 1 + Q 2

Q = 7,903 × 10 4 + 1,185 × 10 5

Q = 1,975 × 10 5   J

Encontrando m :

m =   1,975 × 10 5 205 × 10 3

m = 0,963   k g

Passo 3

(b) Como foi visto no Passo 1, não é necessário saber a massa das amostras de teste e isolamento para encontrar a massa do material ceroso, precisamos apenas do calor.

Mandamos bem nessa!!!!!!

Até a próxima questão..............

Resposta

  1. m = 0,963   k g
  2. Explicado nos passos acima
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