Visando montar uma experiência de calorimetria, um professor de Física colocou um ebulidor elétrico (tipo “rabo quente”) para aquecer 350 ml de água. A partir do instante em que a água começou a entrar em ebulição, um cronômetro foi acionado. Após desligar o ebulidor, verificou-se que haviam transcorridos 2 minutos, e o volume final de água era de 150 ml.
Nesse caso, a potência do ebulidor elétrico, em W, vale
DADOS:
densidade da água = 1g/ cm3 calor latente de ebulição da água = 540 cal/ g o C 1 cal = 4 J
- A) 2500
- B) 3600
- C) 4300
- D) 5700
Resposta:
A resposta correta é a letra B) 3600 W.
Vamos analisar o problema passo a passo. Primeiramente, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para evaporar 200 ml de água (a diferença entre o volume inicial de 350 ml e o volume final de 150 ml). Para isso, utilizamos a fórmula:
$$Q = m cdot L_v$$Onde $Q$ é a quantidade de calor, $m$ é a massa da água que evapora e $L_v$ é o calor latente de vaporização da água.
Primeiramente, precisamos calcular a massa da água que evapora:
$$m = 200 ml = 200 g$$Em seguida, podemos calcular a quantidade de calor necessária:
$$Q = 200 g cdot 540 cal/g = 108000 cal$$Como 1 cal é igual a 4 J, podemos converter a quantidade de calor para joules:
$$Q = 108000 cal cdot 4 J/cal = 432000 J$$Agora, precisamos calcular a potência do ebulidor elétrico. Para isso, utilizamos a fórmula:
$$P = frac{Q}{t}$$Onde $P$ é a potência do ebulidor, $Q$ é a quantidade de calor e $t$ é o tempo necessário para evaporar a água.
Substituindo os valores, temos:
$$P = frac{432000 J}{2 min} = frac{432000 J}{120 s} = 3600 W$$Portanto, a resposta correta é a letra B) 3600 W.
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