Em um dia de treinamento físico, um atleta chega a gastar, hipoteticamente, 50 W de potência média por 6 horas de treino. Considerando o calor específico da água (c): c ≅ 4,0 kJ /kg.K , a temperatura inicial da água a 15 ºC e a temperatura final, após as seis horas de treino, igual a 30 ºC, assinale a alternativa que apresenta a quantidade de água, em quilogramas, que deve ser armazenada em um reservatório para suprir a energia dessas horas de treinamento.
Em um dia de treinamento físico, um atleta chega a gastar,
hipoteticamente, 50 W de potência média por 6 horas de
treino. Considerando o calor específico da água (c): c ≅ 4,0 kJ /kg.K , a temperatura inicial da água a 15 ºC e a
temperatura final, após as seis horas de treino, igual a 30 ºC,
assinale a alternativa que apresenta a quantidade de água,
em quilogramas, que deve ser armazenada em um
reservatório para suprir a energia dessas horas de
treinamento.
- A)16
- B)18
- C)20
- D)22
- E)24
Resposta:
A alternativa correta é B)
Vamos calcular a quantidade de energia gasta pelo atleta durante as 6 horas de treinamento. Para isso, vamos utilizar a fórmula:
E = P × t
Onde E é a energia gasta, P é a potência média e t é o tempo de treinamento.
Substituindo os valores, temos:
E = 50 W × 6 h = 50 W × 6 × 3600 s = 1080000 J
Agora, vamos calcular a variação de temperatura da água:
ΔT = T_f - T_i = 30 ºC - 15 ºC = 15 ºC
A quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água é igual à energia gasta pelo atleta:
Q = E = 1080000 J
Vamos utilizar a fórmula do calor específico:
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:
1080000 J = m × 4,0 J/kg.ºC × 15 ºC
m = 1080000 J / (4,0 J/kg.ºC × 15 ºC) = 18 kg
Portanto, a quantidade de água necessária para suprir a energia gasta durante as 6 horas de treinamento é de 18 kg.
A alternativa correta é B) 18.
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