Em um dia ensolarado, a potência média de um coletor solar para aquecimento de água é de 3 kW. Considerando a taxa de aquecimento constante e o calor específico da água igual a 4 200 J/(kg⋅ºC), o tempo gasto para aquecer 30 kg de água de 25 ºC para 60 ºC será, em minutos, de

Resposta: A alternativa correta é D) 24,5 minutos.

Explicação: Para resolver esse problema, precisamos aplicar a fórmula do calor específico, que é Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor transferida, m é a massa do objeto (neste caso, a água), c é o calor específico da água (4 200 J/(kg°C)) e ΔT é a variação de temperatura (de 25°C para 60°C).

Primeiramente, precisamos calcular a variação de temperatura (ΔT): ΔT = Tf - Ti = 60°C - 25°C = 35°C.

Em seguida, podemos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer 30 kg de água de 25°C para 60°C: Q = mcΔT = 30 kg × 4 200 J/(kg°C) × 35°C = 4 410 000 J.

Agora, precisamos calcular o tempo gasto para aquecer a água. Sabemos que a potência do coletor solar é de 3 kW (ou 3 000 W). Podemos calcular o tempo como sendo o trabalho realizado (Q) dividido pela potência (P): t = Q / P = 4 410 000 J / 3 000 W = 1 470 s.

Para converter o tempo de segundos para minutos, basta dividir por 60: t = 1 470 s / 60 = 24,5 minutos.

Portanto, a resposta correta é D) 24,5 minutos.