Um sistema de esterilização de material cirúrgico utiliza um subsistema de produção de vapor d’água. O vapor é obtido a partir do calor fornecido à água líquida, gerado por uma resistência elétrica. A ddp usada pelo equipamento é de 120 V, e sua resistência elétrica é de 2,40 Ω. Supondo, inicialmente, que a água líquida encontra-se a 100 °C, calcule quanto tempo é necessário para que este sistema de vaporização produza um quilograma de vapor à temperatura de 100 °C. Suponha que todo o calor produzido pela resistência elétrica é absorvido pela água. Dado: calor latente de vaporização da água L = 2250 kJ/kg, onde 1 kJ = 103 J.
Um sistema de esterilização de material cirúrgico
utiliza um subsistema de produção de vapor d’água. O
vapor é obtido a partir do calor fornecido à água
líquida, gerado por uma resistência elétrica. A ddp
usada pelo equipamento é de 120 V, e sua resistência
elétrica é de 2,40 Ω. Supondo, inicialmente, que a
água líquida encontra-se a 100 °C, calcule quanto
tempo é necessário para que este sistema de
vaporização produza um quilograma de vapor à
temperatura de 100 °C. Suponha que todo o calor
produzido pela resistência elétrica é absorvido pela
água. Dado: calor latente de vaporização da água L =
2250 kJ/kg, onde 1 kJ = 103 J.
- A)375 s
- B)325 s
- C)275 s
- D)225 s
- E)175 s
Resposta:
A alternativa correta é A)
Para resolver este problema, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para vaporizar 1 kg de água a 100 °C. O calor latente de vaporização da água é de 2250 kJ/kg, portanto, precisamos fornecer 2250 kJ de calor à água líquida para vaporizá-la.
A resistência elétrica do equipamento é de 2,40 Ω e a ddp utilizada é de 120 V. Podemos calcular a corrente elétrica que fluirá pela resistência elétrica utilizando a lei de Ohm:
I = V / R
Substituindo os valores, temos:
I = 120 V / 2,40 Ω = 50 A
Agora, podemos calcular a potência elétrica dissipada pela resistência elétrica:
P = V x I
Substituindo os valores, temos:
P = 120 V x 50 A = 6000 W
Como todo o calor produzido pela resistência elétrica é absorvido pela água, podemos calcular o tempo necessário para fornecer 2250 kJ de calor à água líquida:
t = E / P
Substituindo os valores, temos:
t = 2250 kJ / 6000 W = 375 s
Portanto, o tempo necessário para que o sistema de vaporização produza 1 kg de vapor à temperatura de 100 °C é de 375 segundos.
A resposta correta é A) 375 s.
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