Questão 15515

MACKENZIE 2008

Física

(Mackenzie 2008) Ao nível do mar, certa pessoa necessitou aquecer 2,0 litros d"agua, utilizando um aquecedor elétrico de imersão, cuja potência útil e constante é igual a 1,0 kW. O termômetro disponibilizado estava calibrado na escala Fahrenheit e, no início do aquecimento, a temperatura indicada era 122 ^oF. O tempo mínimo necessário para que a água atingisse a temperatura de ebulição foi

Dados:

dágua = 1,0 g/cm³
cágua = 1,0cal/(g . ^oC)
1 cal = 4,2 J

1 min 40 s

2 min

4 min 20 s

7 min

10 min

Gabarito:

7 min

Resolução:

Vamos ver primeiramente a equação do calor, a qual vamos utilizar para saber quanto de calor é necessário para levar a água da temperatura de 122 °F até 212 °F (temperatura de ebulição da água na escala Fahrenheit): $Q=mcdot ccdotDelta T$ . Temos $Delta T=212-122=90^{circ}F$ .

Mas vemos que os dados da questão estão em Celsius, logo teremos que transformar essa diferença de temperatura para Celsius. A relação entre escalas é que diferenças entre temperaturas são proporcionais, ou seja, $frac{Delta T_{C}}{100-0}=frac{Delta T_{F}}{212-32}$ , logo teremos: $Delta T_{C}=frac{90cdot100}{180}=50^{circ}C$ .

A massa de água que temos é $m= hocdot V=1cdot2000=2000 g$ , pois $1 L=1000 g$ . Logo o calor necessário para levar a água à ebulição é $Q=2000cdot1cdot50=100000 cal$ . Mas temos que $1 cal=4,2 J$ , logo o calor em J será $Q=420000 J$ .

Temos que potência que é dissipada em forma de calor é de 1kW, ou seja, 1000 J/s. E temos que $Q=PotcdotDelta t$ , logo $Delta t=frac{Q}{Pot}=frac{420000}{1000}=420 s=7 min$ .

Questões relacionadas

Questão 3652

(Mackenzie 2008) Na ilustração a seguir, A e B são pontos de uma mesma reta tangente à circunferência no ponto B, assim como C e D são pontos de uma outra reta tangente a mesma circunferência no ponto...

Ver questão

Questão 4193

Ver questão

Questão 4352

(Mackenzie 2008) Na determinação do valor de uma carga elétrica puntiforme, observamos que, em um determinado ponto do campo elétrico por ela gerado, o potencial elétrico é de 18 kV e a inte...

Ver questão

Questão 37330

Nos vértices de um triângulo equilátero de altura 45 cm, estão fixas as cargas puntiformes QA, QB e QC, conforme a ilustração a seguir. As cargas QB e QC s&ati...

Ver questão