Em uma panela aberta, aquece-se água, observando-se uma variação da temperatura da água com o tempo, como indica o gráfico. Desprezando-se a evaporação antes da fervura, em quanto tempo, a partir do começo da ebulição, toda a água terá se esgotado? (Considere que o calor de vaporização da água é cerca de 540 cal/g)
- A) 18 minutos
- B) 27 minutos
- C) 36 minutos
- D) 45 minutos
- E) 54 minutos
Resposta:
Para resolver esse problema, devemos considerar a quantidade de calor necessária para vaporizar toda a água.
O calor de vaporização da água é de cerca de 540 cal/g. Podemos calcular a quantidade de calor necessária para vaporizar toda a água, considerando a massa de água e o calor de vaporização.
Suponha que a massa de água seja m (em gramas). A quantidade de calor necessária para vaporizar toda a água é então:
Como a água está sendo aquecida em uma panela aberta, podemos considerar que o calor está sendo transferido à água à taxa constante. Portanto, a quantidade de calor transferida à água em um determinado tempo t (em minutos) é:
Podemos igualar as duas expressões para Q e resolver para t. Isso nos dará o tempo necessário para que toda a água seja vaporizada.
Após resolver a equação, encontramos que:
Substituindo os valores adequados para m e d, encontramos que o tempo necessário para que toda a água seja vaporizada é de cerca de 54 minutos.
Portanto, a alternativa correta é a letra E) 54 minutos.
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