Questão 1
UFU 2020
(UFU - 2020)
Um estudante pretende analisar a eficiência de forno de micro-ondas e para isso, inicialmente, verificase que o aparelho, quando em potência máxima, fica ligado em uma fonte de energia elétrica que fornece uma diferença de potencial contínua de 200 V e uma corrente elétrica de 7 A. Em um segundo momento, o estudante liga o forno, em potência máxima, durante 1 minuto, e o utiliza para aquecer 100 mL de água (calor específico de 4,2 J/goC e massa específica de 1 g/mL) em um copo de vidro que possui capacidade térmica de 70 J/oC a partir de uma temperatura inicial de 20oC até a temperatura de 90oC.
A) Qual é a energia fornecida pela fonte de energia elétrica no processo? Demonstre com cálculos.
B) Qual é a energia necessária para aquecer a água e o copo a partir de uma temperatura inicial de 20oC até a temperatura de 90oC? Demonstre com cálculos.
C) Apresente e explique dois motivos pelos quais há diferença entre o valor obtido para a energia no item A quando comparado ao item B.
Gabarito:
Resolução:
A) Podemos obter a potência do microondas:
B) Calculando o calor total:
C) Parte das ondas são refletidas e, portanto, não convertem-se em energia térmica para o aquecimento. Ainda, pelas leis básicas da termodinâmica o Magnetron precisa realizar trabalho e, portanto, parte da energia é dissipada para o ambiente para seu funcionamento, não sendo convertida em calor.