Resposta de temperatura de pulso de energia instantânea em sólido semi-infinito Calculadora

✖Temperatura inicial do sólido é a temperatura do sólido dado inicialmente.ⓘ Temperatura inicial do sólido [T_i]			+10% -10%
✖A energia térmica é a quantidade de calor total necessária.ⓘ Energia termica [Q]			+10% -10%
✖A área é a quantidade de espaço bidimensional ocupado por um objeto.ⓘ Área [A]			+10% -10%
✖A densidade do corpo é a quantidade física que expressa a relação entre sua massa e seu volume.ⓘ Densidade do Corpo [ρ_B]			+10% -10%
✖A Capacidade Calorífica Específica é o calor necessário para aumentar a temperatura da unidade de massa de uma determinada substância em uma determinada quantidade.ⓘ Capacidade Específica de Calor [c]			+10% -10%
✖A difusividade térmica é a condutividade térmica dividida pela densidade e capacidade térmica específica a pressão constante.ⓘ Difusividade térmica [α]			+10% -10%
✖A constante de tempo é definida como o tempo total que um corpo leva para atingir a temperatura final a partir da temperatura inicial.ⓘ Tempo constante [𝜏]			+10% -10%
✖A profundidade do sólido semi-infinito é definida como a profundidade do sólido.ⓘ Profundidade do Sólido Semi-Infinito [x]			+10% -10%

✖Temperatura em qualquer momento T é definida como a temperatura de um objeto em qualquer momento t medido usando termômetro.ⓘ Resposta de temperatura de pulso de energia instantânea em sólido semi-infinito [T]

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Resposta de temperatura de pulso de energia instantânea em sólido semi-infinito Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Temperatura a qualquer momento T = Temperatura inicial do sólido+(Energia termica/(Área*Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*(pi*Difusividade térmica*Tempo constante)^(0.5)))*exp((-Profundidade do Sólido Semi-Infinito^2)/(4*Difusividade térmica*Tempo constante))
T = T_i+(Q/(A*ρ_B*c*(pi*α*𝜏)^(0.5)))*exp((-x^2)/(4*α*𝜏))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funções, 9 Variáveis

Constantes Usadas

pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288

Funções usadas

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

Variáveis Usadas

Temperatura a qualquer momento T - (Medido em Kelvin) - Temperatura em qualquer momento T é definida como a temperatura de um objeto em qualquer momento t medido usando termômetro.
Temperatura inicial do sólido - (Medido em Kelvin) - Temperatura inicial do sólido é a temperatura do sólido dado inicialmente.
Energia termica - (Medido em Joule) - A energia térmica é a quantidade de calor total necessária.
Área - (Medido em Metro quadrado) - A área é a quantidade de espaço bidimensional ocupado por um objeto.
Densidade do Corpo - (Medido em Quilograma por Metro Cúbico) - A densidade do corpo é a quantidade física que expressa a relação entre sua massa e seu volume.
Capacidade Específica de Calor - (Medido em Joule por quilograma por K) - A Capacidade Calorífica Específica é o calor necessário para aumentar a temperatura da unidade de massa de uma determinada substância em uma determinada quantidade.
Difusividade térmica - (Medido em Metro quadrado por segundo) - A difusividade térmica é a condutividade térmica dividida pela densidade e capacidade térmica específica a pressão constante.
Tempo constante - (Medido em Segundo) - A constante de tempo é definida como o tempo total que um corpo leva para atingir a temperatura final a partir da temperatura inicial.
Profundidade do Sólido Semi-Infinito - (Medido em Metro) - A profundidade do sólido semi-infinito é definida como a profundidade do sólido.

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

Temperatura inicial do sólido: 600 Kelvin --> 600 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Energia termica: 4200 Joule --> 4200 Joule Nenhuma conversão necessária
Área: 50.3 Metro quadrado --> 50.3 Metro quadrado Nenhuma conversão necessária
Densidade do Corpo: 15 Quilograma por Metro Cúbico --> 15 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária
Capacidade Específica de Calor: 1.5 Joule por quilograma por K --> 1.5 Joule por quilograma por K Nenhuma conversão necessária
Difusividade térmica: 5.58 Metro quadrado por segundo --> 5.58 Metro quadrado por segundo Nenhuma conversão necessária
Tempo constante: 1937 Segundo --> 1937 Segundo Nenhuma conversão necessária
Profundidade do Sólido Semi-Infinito: 0.02 Metro --> 0.02 Metro Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

T = T_i+(Q/(A*ρ_B*c*(pi*α*𝜏)^(0.5)))*exp((-x^2)/(4*α*𝜏)) --> 600+(4200/(50.3*15*1.5*(pi*5.58*1937)^(0.5)))*exp((-0.02^2)/(4*5.58*1937))

Avaliando ... ...

T = 600.02013918749

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

600.02013918749 Kelvin --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

600.02013918749 ≈ 600.0201 Kelvin <-- Temperatura a qualquer momento T

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Ayush gupta

Escola Universitária de Tecnologia Química-USCT (GGSIPU), Nova Delhi

Ayush gupta criou esta calculadora e mais 300+ calculadoras!

Verificado por Prerana Bakli

Universidade do Havaí em Mānoa (UH Manoa), Havaí, EUA

Prerana Bakli verificou esta calculadora e mais 1600+ calculadoras!

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Número de Fourier usando o número de Biot

LaTeX Vai Número de Fourier = (-1/(Número Biot))*ln((Temperatura a qualquer momento T-Temperatura do Fluido a Granel)/(Temperatura inicial do objeto-Temperatura do Fluido a Granel))

Número de Biot usando Número de Fourier

LaTeX Vai Número Biot = (-1/Número de Fourier)*ln((Temperatura a qualquer momento T-Temperatura do Fluido a Granel)/(Temperatura inicial do objeto-Temperatura do Fluido a Granel))

Conteúdo de energia interna inicial do corpo em referência à temperatura ambiente

LaTeX Vai Conteúdo Inicial de Energia = Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto*(Temperatura inicial do sólido-Temperatura ambiente)

Número de Biot usando o coeficiente de transferência de calor

LaTeX Vai Número Biot = (Coeficiente de transferência de calor*Espessura da parede)/Condutividade térmica

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