80 Inicialmente, um tanque de aço com massa de 25 kg se encontra a 10°C. O tanque então é carregado com 100 kg de leite a 30°C. Após uma operação de resfriamento, o leite e o aço devem apresentar temperatura uniforme e igual a 5°C. Admitindo que as propriedades do leite são iguais as da água, determine a transferência de calor no processo de resfriamento descrito.

Passo 1

Nessa equação vamos usar a equação da energia pra trabalho nulo:

Δ U a ç o + Δ U l e i t e = Q

E também a aproximação pra sólidos e líquidos:

Δ U = m C Δ T

Ahh... e as tabelas do final do livro que não podem faltar.

Passo 2

Para o aço a gente pega na Tabela A.3:

C a ç o = 0,46   k J / k g K

Para o leite a gente pega as propriedades da água na Tabela A.4:

C l e i t e = C H 2 O

C l e i t e = 4,184   k J / k g K

Passo 3

Agora é só combinar as duas equações e tals:

Δ U a ç o + Δ U l e i t e = Q

m a ç o C a ç o Δ T a ç o + m l e i t e C l e i t e Δ T l e i t e = Q

25 × 0,46 × 5 - 10 + 100 × 4,184 × 5 - 30 = Q

Q = - 10   517,5   k J

Resposta

Q = - 10   517,5   k J

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