Uma forma de aquecer água é usando aquecedores elétricos de imersão, dispositivos que transformam energia elétrica em energia térmica, mediante o uso de resistores elétricos. Um desses aquecedores, projetado para fornecer energia na razão de 500 calorias por segundo, é utilizado no aquecimento de 500 gramas de água, da temperatura de 20º C para 80º C. Considerando que toda a energia transferida é aproveitada no aquecimento da água e sabendo que o calor específco da água é c = 1,0 cal/g.ºC, o tempo necessário para atingir 80º C é igual a

Uma forma de aquecer água é usando aquecedores elétricos de imersão, dispositivos que transformam energia elétrica em energia térmica, mediante o uso de resistores elétricos. Um desses aquecedores, projetado para fornecer energia na razão de 500 calorias por segundo, é utilizado no aquecimento de 500 gramas de água, da temperatura de 20º C para 80º C. Considerando que toda a energia transferida é aproveitada no aquecimento da água e sabendo que o calor específico da água é c = 1,0 cal/g.ºC, o tempo necessário para atingir 80º C é igual a

• A)60 s
• B)68 s
• C)75 s
• D)84 s
• E)95 s

Para resolver este problema, podemos utilizar a fórmula Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor transferida, m é a massa da água, c é o calor específico da água e ΔT é a variação de temperatura. Neste caso, temos:

m = 500 g = 0,5 kg (pois 1 kg = 1000 g)

c = 1,0 cal/g.ºC

ΔT = 80º C - 20º C = 60º C

Q = mcΔT = 0,5 kg x 1,0 cal/g.ºC x 60º C = 30.000 calorias

Como o aquecedor fornece 500 calorias por segundo, o tempo necessário para atingir 80º C é igual a:

t = Q / (500 cal/s) = 30.000 cal / (500 cal/s) = 60 s

Portanto, o gabarito correto é A) 60 s.

É importante notar que este problema é um exemplo clássico de aplicação da física no cotidiano. O aquecimento de água é um processo comum em muitas situações, como no preparo de alimentos, no banho ou até mesmo em processos industriais. A compreensão dos conceitos físicos envolvidos, como o calor específico e a transferência de energia, é fundamental para resolver problemas como este.

Além disso, é interessante destacar que existem muitas outras formas de aquecer água, como o uso de aquecedores a gás, aquecedores solares ou até mesmo o aquecimento por meio de reações químicas. Cada uma dessas formas tem suas próprias características e aplicações específicas, e a escolha da forma mais adequada depende do contexto e das necessidades específicas.

Em resumo, o problema apresentado é um exemplo de como a física pode ser aplicada em situações cotidianas, e sua resolução envolve a compreensão dos conceitos físicos envolvidos e a aplicação de fórmulas e técnicas adequadas.