Tempo necessário para atingir determinada temperatura Calculadora

✖A Temperatura Final é a temperatura na qual as medições são feitas no estado final.ⓘ Temperatura final [T_f]			+10% -10%
✖Temperatura do fluido é a temperatura do fluido ao redor do objeto.ⓘ Temperatura do fluido [t_f]			+10% -10%
✖A temperatura inicial é definida como a medida de calor sob estado ou condições iniciais.ⓘ Temperatura Inicial [T_o]			+10% -10%
✖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%
✖Volume total é a quantidade total de espaço que uma substância ou objeto ocupa ou que está contido dentro de um recipiente.ⓘ Volume total [V_T]			+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 coeficiente de transferência de calor por convecção é a taxa de transferência de calor entre uma superfície sólida e um fluido por unidade de área de superfície por unidade de temperatura.ⓘ Coeficiente de transferência de calor por convecção [h]			+10% -10%
✖A área de superfície de uma forma tridimensional é a soma de todas as áreas de superfície de cada um dos lados.ⓘ Área de Superfície [A]			+10% -10%

✖Tempo decorrido após o início de uma tarefa específica.ⓘ Tempo necessário para atingir determinada temperatura [t]

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Fórmula

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Tempo necessário para atingir determinada temperatura

Fórmula

t = \ln (\frac{T f - t f}{T o - t f}) \cdot (\frac{ρ \cdot V T \cdot c}{h \cdot A})

Exemplo

12 s = \ln (\frac{20.002074366 K - 10 K}{20 K - 10 K}) \cdot (\frac{5.51 kg/m³ \cdot 63 m³ \cdot 120 J/(kg*K)}{0.04 W/m²*K \cdot 18 m²})

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Tempo necessário para atingir determinada temperatura Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

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))
t = ln((T_f-t_f)/(T_o-t_f))*((ρ*V_T*c)/(h*A))
Esta fórmula usa 1 Funções, 9 Variáveis

Funções usadas

ln - O logaritmo natural, também conhecido como logaritmo de base e, é a função inversa da função exponencial natural., ln(Number)

Variáveis Usadas

Tempo decorrido - (Medido em Segundo) - Tempo decorrido após o início de uma tarefa específica.
Temperatura final - (Medido em Kelvin) - A Temperatura Final é a temperatura na qual as medições são feitas no estado final.
Temperatura do fluido - (Medido em Kelvin) - Temperatura do fluido é a temperatura do fluido ao redor do objeto.
Temperatura Inicial - (Medido em Kelvin) - A temperatura inicial é definida como a medida de calor sob estado ou condições iniciais.
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.
Volume total - (Medido em Metro cúbico) - Volume total é a quantidade total de espaço que uma substância ou objeto ocupa ou que está contido dentro de um recipiente.
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.
Coeficiente de transferência de calor por convecção - (Medido em Watt por metro quadrado por Kelvin) - O coeficiente de transferência de calor por convecção é a taxa de transferência de calor entre uma superfície sólida e um fluido por unidade de área de superfície por unidade de temperatura.
Área de Superfície - (Medido em Metro quadrado) - A área de superfície de uma forma tridimensional é a soma de todas as áreas de superfície de cada um dos lados.

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

Temperatura final: 20.002074366 Kelvin --> 20.002074366 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Temperatura do fluido: 10 Kelvin --> 10 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Temperatura Inicial: 20 Kelvin --> 20 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Densidade: 5.51 Quilograma por Metro Cúbico --> 5.51 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária
Volume total: 63 Metro cúbico --> 63 Metro cúbico Nenhuma conversão necessária
Calor específico: 120 Joule por quilograma por K --> 120 Joule por quilograma por K Nenhuma conversão necessária
Coeficiente de transferência de calor por convecção: 0.04 Watt por metro quadrado por Kelvin --> 0.04 Watt por metro quadrado por Kelvin Nenhuma conversão necessária
Área de Superfície: 18 Metro quadrado --> 18 Metro quadrado Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

t = ln((T_f-t_f)/(T_o-t_f))*((ρ*V_T*c)/(h*A)) --> ln((20.002074366-10)/(20-10))*((5.51*63*120)/(0.04*18))

Avaliando ... ...

t = 11.9999999164213

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

11.9999999164213 Segundo --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

11.9999999164213 ≈ 12 Segundo <-- Tempo decorrido

(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!

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Taxa de transferência de calor instantânea

Vai Taxa de calor = 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)))

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))))

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 Constante de tempo = (Densidade*Capacidade Específica de Calor*Volume total)/(Coeficiente de transferência de calor por convecção*Área de Superfície)

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