Enunciado

76 Uma barra de cobre, com volume de 1 litro é resfriada, a partir de 500 °C, mergulhando-a num banho de óleo de 0,2 m3 que está, inicialmente, a 20°C. Admitindo que não exista transferência de calor para o meio, determine a temperatura final de equilíbrio.

Passo 1

Nessa questão vamos usar a equação da energia:

Δ U C u + Δ U ó l e o = 0

E também da equação pra sólidos e líquidos:

Δ U = m C Δ T

Ahhh... e tabelas do final do livro.

Passo 2

Para o cobre vamos pegar os dados na tabela A.3:

- a densidade:

ρ C u = 8300   k g / m 3

E calcular a massa de cobre:

m C u = ρ C u V C u

m C u = 8300 × 0,001

m C u = 8,3   k g

- o C:

C C u = 0,42     k J / k g K

Passo 3

Para o óleo a gente pega os dados na tabela A.4:

- a densidade:

ρ ó l e o = 910   k g / m 3

E calculando a massa:

m ó l e o = ρ ó l e o V ó l e o

m ó l e o = 910 × 0,2  

m ó l e o = 182   k g

- o C:

C = 1,8   k J / k g K

Passo 4

Combinando as duas equações:

Δ U C u + Δ U ó l e o = 0

m C u C C u Δ T C u + m ó l e o C ó l e o Δ T ó l e o = 0

8,3 × 0,42 × T 2 - 500 + 182 × 1,8 × T 2 - 20 = 0

T 2 = 25 ° C

Resposta

T 2 = 25 ° C

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