Início » 2º ano do Ensino Médio » Física » Calorimetria » Em um dia ensolarado, a potência média de um coletor solar para aquecimento de água é de 3 kW. Considerando a taxa de aquecimento constante e o calor específico da água igual a 4 200 J/(kg.°C), o tempo gasto para aquecer 30 kg de água de 25°C para 60°C será, em minutos, de

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Em um dia ensolarado, a potência média de um coletor solar para aquecimento de água é de 3 kW. Considerando a taxa de aquecimento constante e o calor específico da água igual a 4 200 J/(kg.°C), o tempo gasto para aquecer 30 kg de água de 25°C para 60°C será, em minutos, de

A) 12,5.
B) 15.
C) 18.
D) 24,5.
E) 26.

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Resposta:

A alternativa correta é letra D

É necessário o conhecimento de duas equações para a resolução deste exercício:

\begin{array}{l} P = \frac{Q}{Δ t} \Rightarrow P Δ t = Q (1) \\ Q = m c Δ Θ (2) \end{array}

Sendo que a primeira é a potência fornecida ao sistema e a segunda é a equação fundamental da calorimetria.Onde m=massa, c=calor específica e

Δ Θ

=variação da temperatura.

Logo substituindo (1) em (2), obtém-se:

P Δ t = m c Δ Θ

Lembrado que 3KW=3000J.Portanto utilizando as informações do enunciado temos:

\begin{array}{l} P = 3 K w = 3 . 10^{3} J; m = 30 K g; c = 4200 \frac{J}{K g ° C} \\ Δ Θ = T_{f} - T_{i} = 60 ° - 25 ° = 35 ° \\ Δ t = \frac{m c Δ Θ}{P} = \frac{30.4, 2 . 10^{3} . 35}{3 . 10^{3}} = 1470 s \\ 1 m i n u t o \to 60 s e g u n d o s \\ x \to 1470 s e g u n d o s \\ x = 24, 5 m i n u t o s \end{array}

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Em um dia ensolarado, a potência média de um coletor solar para aquecimento de água é de 3 kW. Considerando a taxa de aquecimento constante e o calor específico da água igual a 4 200 J/(kg.°C), o tempo gasto para aquecer 30 kg de água de 25°C para 60°C será, em minutos, de

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