20-temp_teor_cinetica_mec_estat_prim_lei_termodin

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Unformatted text preview: ões de metal, feitos de cobre, alumínio e latão, têm 6,00 cm de comprimento e 1,00 cm de diâmetro. Esses bastões são unidos ponta-a-ponta, com o de alumínio no meio. Os extremos livres dos bastões de latão e de cobre são mantidos no ponto de congelamento e de ebulição da água, respectivamente. Encontre as temperaturas de estado estacionário das junções cobrealumínio e alumínio-latão. A condutividade térmica do latão é 109 W/m × K. (Pág. 202) Solução. Considere o seguinte esquema da situação: L D Lat Al Cu TF T1 T2 TQ A taxa de transferência de calor H ao longo dos três bastões é de: H= A (TQ − TF ) ⎛ LLat ⎜ ⎝ kLat ⎞ ⎛ LAl ⎞ ⎛ LCu ⎞ ⎟+⎜ ⎟ ⎟+⎜ ⎠ ⎝ kAl ⎠ ⎝ kCu ⎠ ⎡ ( 0,100 m ) ⎤ o o π⎢ ⎥ ⎡(100 C ) − ( 0, 0 C ) ⎤ ⎣ ⎦ 2 ⎣ ⎦ = 8, 2206 H= ( 0, 060 m ) + ( 0, 060 m ) + ( 0, 060 m ) (109 W/m.K ) ( 235 W/m.K ) ( 401 W/m.K ) 2 W A taxa H é a mesma ao longo de todos os pontos do sistema. No bastão de latão, temos: H= kLat AΔTLat kLat A (T1 − TF ) = L L ________________________________________________________________________________________________________ a Cap. 20 – Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4 Ed. - LTC - 1996. 33 Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES Como TF = 0,0oC, podemos resolver a equação acima para T1: T1 = HL = kLat A (8, 2206 W )( 0, 060 m ) ⎡ ( 0,100 m ) ⎤ (109 W/m.K ) π ⎢ ⎥ 2 ⎣ ⎦ 2 = 57, 615 o C T1 ≈ 57, 6o C De forma semelhante para o bastão de cobre, temos: H= kCu A (TQ − T2 ) L Resolvendo-se a equação acima para T2: T2 = TQ − HL = (100o C ) − kLat A ( 8, 2206 W ) ( 0, 060 m ) ⎡ ( 0,100 m ) ⎤ ( 401 W/m.K ) π ⎢ ⎥ 2 ⎣ ⎦ 2 = 84,339 o C T2 ≈ 84,3o C [Início seção] [Início documento] 61. Uma amostra de gás passa por uma transição de estado inicial a para um final b, por três diferentes caminhos (processos), como mostrado no gráfico p-V na Fig. 20-29. O calor...
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