Mudança na energia interna do corpo aglomerado Calculadora

✖A Densidade de um material mostra a densidade desse material em uma área específica. Isso é considerado a massa por unidade de volume de um determinado objeto.ⓘ Densidade [ρ]			+10% -10%
✖O Calor Específico é a quantidade de calor por unidade de massa necessária para aumentar a temperatura em um grau Celsius.ⓘ Calor específico [c]			+10% -10%
✖O volume total é a quantidade total de espaço que uma substância ou objeto ocupa ou que está encerrado em um recipiente.ⓘ Volume total [V_T]			+10% -10%
✖A temperatura inicial é definida como a medida do calor no estado ou condições iniciais.ⓘ Temperatura inicial [T_o]			+10% -10%
✖A temperatura do fluido é a temperatura do fluido que envolve o objeto.ⓘ Temperatura do Fluido [t_f]			+10% -10%
✖O número de Biot é uma quantidade adimensional que tem a razão entre a resistência à condução interna e a resistência à convecção da superfície.ⓘ Número Biota [Bi]			+10% -10%
✖O Número de Fourier é a razão entre a taxa de transporte difusivo ou condutivo e a taxa de armazenamento da quantidade, onde a quantidade pode ser calor ou matéria.ⓘ Número de Fourier [Fo]			+10% -10%

✖A mudança na energia interna de um sistema termodinâmico é a energia contida nele. É a energia necessária para criar ou preparar o sistema em qualquer estado interno.ⓘ Mudança na energia interna do corpo aglomerado [ΔU]

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Fórmula

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Mudança na energia interna do corpo aglomerado

Fórmula

`"ΔU" = "ρ"*"c"*"V"_{"T"}*("T"_{"o"}-"t"_{"f"})*(1-(exp(-("Bi"*"Fo"))))`

Exemplo

`"2583.765J"="5.51kg/m³"*"120J/(kg*K)"*"63m³"*("20K"-"10K")*(1-(exp(-("0.012444"*"0.5"))))`

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Mudança na energia interna do corpo aglomerado Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Mudança na energia interna = Densidade*Calor específico*Volume total*(Temperatura inicial-Temperatura do Fluido)*(1-(exp(-(Número Biota*Número de Fourier))))
ΔU = ρ*c*V_T*(T_o-t_f)*(1-(exp(-(Bi*Fo))))
Esta fórmula usa 1 Funções, 8 Variáveis

Funções usadas

exp - Em uma função exponencial, o valor da função muda por um fator constante para cada mudança unitária na variável independente., exp(Number)

Variáveis Usadas

Mudança na energia interna - (Medido em Joule) - A mudança na energia interna de um sistema termodinâmico é a energia contida nele. É a energia necessária para criar ou preparar o sistema em qualquer estado interno.
Densidade - (Medido em Quilograma por Metro Cúbico) - A Densidade de um material mostra a densidade desse material em uma área específica. Isso é considerado a massa por unidade de volume de um determinado objeto.
Calor específico - (Medido em Joule por quilograma por K) - O Calor Específico é a quantidade de calor por unidade de massa necessária para aumentar a temperatura em um grau Celsius.
Volume total - (Medido em Metro cúbico) - O volume total é a quantidade total de espaço que uma substância ou objeto ocupa ou que está encerrado em um recipiente.
Temperatura inicial - (Medido em Kelvin) - A temperatura inicial é definida como a medida do calor no estado ou condições iniciais.
Temperatura do Fluido - (Medido em Kelvin) - A temperatura do fluido é a temperatura do fluido que envolve o objeto.
Número Biota - O número de Biot é uma quantidade adimensional que tem a razão entre a resistência à condução interna e a resistência à convecção da superfície.
Número de Fourier - O Número de Fourier é a razão entre a taxa de transporte difusivo ou condutivo e a taxa de armazenamento da quantidade, onde a quantidade pode ser calor ou matéria.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Densidade: 5.51 Quilograma por Metro Cúbico --> 5.51 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária
Calor específico: 120 Joule por quilograma por K --> 120 Joule por quilograma por K Nenhuma conversão necessária
Volume total: 63 Metro cúbico --> 63 Metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Temperatura inicial: 20 Kelvin --> 20 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Temperatura do Fluido: 10 Kelvin --> 10 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Número Biota: 0.012444 --> Nenhuma conversão necessária
Número de Fourier: 0.5 --> Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

ΔU = ρ*c*V_T*(T_o-t_f)*(1-(exp(-(Bi*Fo)))) --> 5.51*120*63*(20-10)*(1-(exp(-(0.012444*0.5))))

Avaliando ... ...

ΔU = 2583.76500357691

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

2583.76500357691 Joule --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

2583.76500357691 ≈ 2583.765 Joule <-- Mudança na energia interna

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Ravi Khiyani

Shri Govindram Seksaria Instituto de Tecnologia e Ciência (SGSITS), Indore

Ravi Khiyani criou esta calculadora e mais 200+ calculadoras!

Verificado por Anshika Arya

Instituto Nacional de Tecnologia (NIT), Hamirpur

Anshika Arya verificou esta calculadora e mais 2500+ calculadoras!

< 13 Condução Transiente de Calor Calculadoras

Taxa de transferência de calor instantânea

Vai Taxa de aquecimento = Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície*(Temperatura inicial-Temperatura do Fluido)*(exp(-(Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície*Tempo decorrido)/(Densidade*Volume total*Capacidade Específica de Calor)))

Temperatura após determinado tempo decorrido

Vai Temperatura = ((Temperatura inicial-Temperatura do Fluido)*(exp(-(Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície*Tempo decorrido)/(Densidade*Volume total*Capacidade Específica de Calor))))+Temperatura do Fluido

Tempo necessário para atingir determinada temperatura

Vai Tempo decorrido = ln((Temperatura Final-Temperatura do Fluido)/(Temperatura inicial-Temperatura do Fluido))*((Densidade*Volume total*Calor específico)/(Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície))

Mudança na energia interna do corpo aglomerado

Vai Mudança na energia interna = Densidade*Calor específico*Volume total*(Temperatura inicial-Temperatura do Fluido)*(1-(exp(-(Número Biota*Número de Fourier))))

Transferência de calor total durante o intervalo de tempo

Vai Transferência de calor = Densidade*Calor específico*Volume total*(Temperatura inicial-Temperatura do Fluido)*(1-(exp(-(Número Biota*Número de Fourier))))

Razão da diferença de temperatura para determinado tempo decorrido

Vai Razão de temperatura = exp(-(Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície*Tempo decorrido)/(Densidade*Volume total*Capacidade Específica de Calor))

Produto de Biot e Número de Fourier dadas as propriedades do sistema

Vai Produto de números de Biot e Fourier = (Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície*Tempo decorrido)/(Densidade*Volume total*Capacidade Específica de Calor)

Potência exponencial da relação temperatura-tempo

Vai Constante B = -(Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície*Tempo decorrido)/(Densidade*Volume total*Capacidade Específica de Calor)

Constante de tempo em transferência de calor de estado instável

Vai Tempo constante = (Densidade*Capacidade Específica de Calor*Volume total)/(Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície)

Difusividade térmica

Vai Difusividade térmica = Condutividade térmica/(Densidade*Capacidade Específica de Calor)

Capacitância Térmica

Vai Capacitância Térmica = Densidade*Capacidade Específica de Calor*Volume

Relação da diferença de temperatura para o tempo decorrido dado o número de Biot e Fourier

Vai Razão de temperatura = exp(-(Número Biota*Número de Fourier))

Potência na exponencial da relação temperatura-tempo dado o número de Biot e Fourier

Vai Constante B = -(Número Biota*Número de Fourier)