Início » 2º ano do Ensino Médio » Física » Calorimetria » Da energia utilizada pelo ferro de passar roupas, uma parte é empregada na transformação constante de água líquida em vapor de água. A potência dissipada pelo ferro para essa finalidade é, em watts, Adote: temperatura inicial da água: 25°C; temperatura de mudança da fase líquida para o vapor: 100°C; temperatura do vapor de água obtido: 100°C; calor específico da água: 1 cal/(g.°C); calor latente de vaporização da água: 540cal/g; 1 cal = 4,2J.

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Da energia utilizada pelo ferro de passar roupas, uma parte é empregada na transformação constante de água líquida em vapor de água. A potência dissipada pelo ferro para essa finalidade é, em watts, Adote: temperatura inicial da água: 25°C; temperatura de mudança da fase líquida para o vapor: 100°C; temperatura do vapor de água obtido: 100°C; calor específico da água: 1 cal/(g.°C); calor latente de vaporização da água: 540cal/g; 1 cal = 4,2J.

Adote:

temperatura inicial da água: 25°C;

temperatura de mudança da fase líquida para o vapor: 100°C;

temperatura do vapor de água obtido: 100°C;

calor específico da água: 1 cal/(g.°C);

calor latente de vaporização da água: 540cal/g;

1 cal = 4,2J.

A) 861.
B) 463.
C) 205.
D) 180.
E) 105.

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Resposta:

A alternativa correta é letra A

O ferro de passar roupa ao aquecer faz com que a água evapore, sendo assim, temos duas partes neste processo, o aquecimento em si da água, ou seja, o momento em que sua temperatura varia de 25 °C à 100 °C e em seguida a evaporação.

Logo, vamos calcular a quantidade de energia empregada em cada parte do processo, e por fim, descobrir qual é a potência associada a este evento.

Aquecimento:
Nesta parte do processo, a temperatura da água varia de 25 °C à 100 °C, e para calcular a energia envolvida vamos utilizar a seguinte expressão:

ΔQ = mcΔT
ΔQ é a variação do calor, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação da temperatura.

Então:
ΔQ = mcΔT = (20 g)(1 cal/g°C)(100 °C - 25 °C) = 1500 cal

Evaporação:
A outra parte do processo consiste na evaporação da água, para calcular a energia correspondente vamos utilizar:

Q = mL_v
Donde Q é o calor, m é a massa e L_v é o calor latente.

Q = mL_v = (20 g)(540 cal/g) = 10800 cal

A soma dessas energias é a energia total envolvida no processo:

Q_T = Q + ΔQ
Donde Q_T é o calor total no processo, Q é o calor envolvido na vaporização e ΔQ é a variação de calor referente a temperatura.

Q_T = Q + ΔQ = 1500 cal + 10800 cal = 12300 cal

Agora, vamos converter essa energia em Joules.
Para isso, veja que 1 cal = 4,2 J. Logo:

1 cal = 4,2 J
12300 cal = x
Fazendo uma regra de três temos:
x(1 cal) = (4,2 J)(12300 cal) => x = 51660 J

O enunciado nos diz que este processo ocorre a cada 1 minuto (60 segundos). Logo, temos que a potência relacionada a tal evento é:

P = ΔE/Δt
Donde P é a potência, ΔE é a variação de energia e Δt é o tempo decorrido.

P = ΔE/Δt = (51660 J)/(60 s) = 861 J/s

Alternativa A)

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Resposta:

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