Lei de Resfriamento de Newton

Temperatura contra Tempo T(t)

Temperatura T(t) Temperatura Ambiente Temperatura Atual

Visualização do Objeto

Valores Atuais

Tempo Atual 0.00 s

Temperatura Atual 0.00 °C

Taxa de Resfriamento 0.00 °C/s

Diferença de Temperatura 0.00 °C

Constante de Tempo 0.00 s

Progresso de Equilíbrio 0.00%

Valores Atuais

Parâmetros de Resfriamento

Temperatura Inicial T₀: 80 °C Temperatura Ambiente: 20 °C Constante de Resfriamento k: 0.05 s⁻¹

Faixa de Tempo

Tempo Máximo: 100 s Velocidade da Animação: 1.0x

Opções de Exibição

Mostrar Grade Mostrar Assíntota Mostrar Animação do Objeto Mostrar Partículas de Calor

Presets Rápidos

Equações da Lei de Resfriamento de Newton

Lei de Resfriamento de Newton: T(t) = T_env + (T₀ - T_env)·e^(-kt)

Constante de Resfriamento k k = h·A/(m·c)

Constante de Tempo τ = 1/k (time to reach 63.2% of equilibrium)

Taxa de Mudança de Temperatura: dT/dt = -k(T - T_env)

O que é a Lei de Resfriamento de Newton?

A Lei de Resfriamento de Newton afirma que a taxa de perda de calor de um corpo é proporcional à diferença de temperaturas entre o corpo e seus arredores.

Significado Físico

Constante de Resfriamento (k) : Determina a rapidez com que o objeto esfria. Depende da área da superfície (A), coeficiente de transferência de calor (h), massa (m) e capacidade calorífica específica (c).
Constante de Tempo (τ = 1/k) : O tempo necessário para que a diferença de temperatura diminua para aproximadamente 36,8% (1/e) de seu valor inicial.
Decaimento Exponencial : A diferença de temperatura diminui exponencialmente: ΔT(t) = ΔT₀·e^(-kt).

Fatores que Afetam a Taxa de Resfriamento

Área da Superfície : Maior área da superfície aumenta a transferência de calor, aumentando k.
Coeficiente de Transferência de Calor (h) : Depende de convecção, condução e radiação. O ar tem h mais baixo que a água.
Massa e Calor Específico : Maior massa ou maior calor específico significa mais energia térmica, diminuindo k.

Aplicações do Mundo Real

Alimentos e Bebidas : Previsão de tempos de resfriamento, monitoramento de segurança alimentar.
Ciência Forense : Estimativa da hora da morte pela temperatura corporal.
Engenharia : Projeto de trocadores de calor, sistemas de refrigeração eletrônica.

Limitações

A lei assume temperatura ambiente constante e temperatura uniforme do objeto. Funciona bem para resfriamento dominado por convecção e pequenas diferenças de temperatura.