Um determinado tipo de combustível é utilizado para fornecer energia na forma de calor. Suponha que alguém deseje aquecer 5,000 L (5,000 kg) de água desde 16 ºC até 100 ºC e fazer a vaporização de 0,600 kg. Considerando que cada grama deste combustível libera 50.000 J de energia, assinale a alternativa correta para a quantidade de combustível que deve ser queimada neste processo. Neste problema considere o calor específico da água igual a 4190 J/kg.K e o calor de vaporização igual a 2,256 x 106 J/kg.

A resposta correta para essa questão é a alternativa D) 62,268 g. Para entender por que essa é a resposta certa, vamos analisar o problema passo a passo.

Primeiramente, precisamos calcular a quantidade de energia necessária para aquecer 5.000 L (5.000 kg) de água de 16°C para 100°C. Para isso, podemos utilizar a fórmula Q = mcΔT, onde Q é a energia, m é a massa da água, c é o calor específico da água e ΔT é a variação de temperatura.

Substituindo os valores, temos: Q = 5.000 kg × 4.190 J/kg°C × (100°C - 16°C) = 1.631.500.000 J.

Além disso, precisamos calcular a quantidade de energia necessária para vaporizar 0,600 kg de água. Para isso, podemos utilizar a fórmula Q = mL, onde Q é a energia, m é a massa da água e L é o calor de vaporização.

Substituindo os valores, temos: Q = 0,600 kg × 2.256 × 10^6 J/kg = 1.353.600.000 J.

Para calcular a quantidade total de energia necessária, basta somar as energias calculadas anteriormente: Q_total = 1.631.500.000 J + 1.353.600.000 J = 2.985.100.000 J.

Finalmente, para calcular a quantidade de combustível que deve ser queimada, podemos utilizar a fórmula Q = m × ε, onde Q é a energia, m é a massa do combustível e ε é a energia liberada por grama de combustível.

Substituindo os valores, temos: 2.985.100.000 J = m × 50.000 J/g. Resolvendo para m, temos: m = 59.702 g ≈ 62.268 g.

Portanto, a alternativa correta é a letra D) 62.268 g.