Uma chaleira contendo um litro de água à temperatura de 20 ºC é colocada no fogão para ferver. A temperatura de ebulição da água no local é de 100 ºC. A densidade da água vale 1,0 g/cm3 , e o calor específico vale 1,0 cal.g-1 ºC-1 . Cada 1 g de gás é capaz de produzir 10 kcal ao queimar, e a eficiência do uso dessa energia é de 80%. A quantidade de calor recebida pela água para elevar a temperatura de 20 ºC a 100 ºC e a massa de gás utilizada valem, respectivamente,
Uma chaleira contendo um litro de água à temperatura de 20 ºC é colocada no fogão para ferver. A temperatura de ebulição da água no local é de 100 ºC. A densidade da água vale 1,0 g/cm3 , e o calor específico vale 1,0 cal.g-1 ºC-1 . Cada 1 g de gás é capaz de produzir 10 kcal ao queimar, e a eficiência do uso dessa energia é de 80%.
A quantidade de calor recebida pela água para elevar a temperatura de 20 ºC a 100 ºC e a massa de gás utilizada valem, respectivamente,
- A)8 cal, 8 g
- B)80 kcal, 10 g
- C)100 kcal, 10 g
- D)80 kcal, 8 g
- E)80 kcal, 80 g
Resposta:
A alternativa correta é B)
Vamos calcular a quantidade de calor recebida pela água para elevar a temperatura de 20 ºC a 100 ºC. Para isso, usamos a fórmula Q = m × c × ΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa da água, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura.
No caso, temos:
- m = 1 litro = 1000 ml = 1000 g (pois a densidade da água é 1,0 g/cm³)
- c = 1,0 cal.g⁻¹ ºC⁻¹
- ΔT = 100 ºC - 20 ºC = 80 ºC
Substituindo os valores, obtemos:
Q = 1000 g × 1,0 cal.g⁻¹ ºC⁻¹ × 80 ºC = 80 000 cal = 80 kcal
Agora, para calcular a massa de gás utilizada, conhecemos que cada 1 g de gás é capaz de produzir 10 kcal ao queimar, e a eficiência do uso dessa energia é de 80%. Isso significa que, para obter 80 kcal, precisamos de:
m_gás = 80 kcal / (10 kcal/g × 0,8) = 10 g
Portanto, a resposta correta é B) 80 kcal, 10 g.
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