Questão 29888
ENEM 2009
(Enem 2009) É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20 °C a 55 °C. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.
Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g-1 °C-1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?
A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos.
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão.
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão.
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.
Gabarito:
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.
Resolução:
Dados: massa de água: m = 200 kg; calor específico: c = 4,19 J.g–1.°C–1 = 4.190 J.kg–1.°C–1; variação de temperatura: ΔT = 55 – 20 = 35 °C; tempo de aquecimento: Δt = 1 h = 3.600 s; tensão elétrica: U = 110 V; resistência elétrica: R = 11 Ω.
Calculemos a potência absorvida pela água (P1), quando aquecida pela combustão da gasolina:
Calculemos a potência elétrica (P2) fornecida pelo gerador.
Fazendo a razão entre essas potências:
Como a potência na combustão é cerca de sete vezes maior que a potência elétrica, para que o gerador possa fornecer a mesma quantidade de energia, ele deve consumir uma quantidade de gasolina sete vezes maior.