Um professor de férias, ao nível do mar, quer aquecer 1 litro de água que está, inicialmente, em 25 °C até atingir a temperatura de 85 °C. Para isso, pretende utilizar um aquecedor de imersão de 200 W cujo máximo de energia dissipada que é absorvida pela água é igual a 75%.

Resposta: A alternativa correta é C) 28 minutos.

Vamos calcular o tempo necessário para que a água se aqueça. Primeiramente, devemos calcular a variação de temperatura (ΔT) que é de 85°C - 25°C = 60°C.

Em seguida, podemos utilizar a fórmula para calcular a energia (Q) necessária para que a água se aqueça:

Q = m × c × ΔT

Onde m é a massa de água, c é o calor específico da água e ΔT é a variação de temperatura.

Substituindo os valores, temos:

Q = 1 kg × 1,0 cal/g°C × 60°C = 60 000 cal

Como 1 cal = 4,2 J, então:

Q = 60 000 cal × 4,2 J/cal = 252 000 J

Agora, devemos calcular o tempo necessário para que o aquecedor de imersão dissipe essa energia. Como o aquecedor tem uma potência de 200 W e 75% de sua energia é absorvida pela água, então a potência efetiva é de:

P = 200 W × 0,75 = 150 W

Para calcular o tempo, utilizamos a fórmula:

t = Q / P

Substituindo os valores, temos:

t = 252 000 J / 150 W = 1680 s

Convertendo para minutos, temos:

t = 1680 s / 60 = 28 minutos

Portanto, a alternativa correta é C) 28 minutos.