Física II ⇒ Calorimetria IFF- 2016 Tópico resolvido

[Camila123]

Um estudante, decidido a realizar um experimento, construiu um aquecedor de água caseiro. Para isso ele dispunha de uma resistência elétrica de chuveiro, com valor de resistência de 0,24, de um recipiente, sem tampa, com 600 ml de água a 25º C e de uma bateria de carro de 12,0 V. O arranjo experimental está mostrado na figura:

questao de fisica.png (15.15 KiB) Exibido 1036 vezes

Supondo que a quantidade de calor perdida para o meio externo ao líquido e a capacidade térmica do recipiente possam ser desprezadas, assinale a alternativa que contem corretamente o tempo que levará para a água alcançar sua temperatura de ebulição:
(Dados: C h20= 1cal/g. Cº, 1,0 cal=4,2J , D h20= 1,00 kg/l)

a) 2 minutos e 40 segundos
b) 3 minutos e 20 segundos
c) 3 minutos e 40 segundos
d) 4 minutos e 20 segundos
e) 5 minutos e 15 segundos

[rippertoru]

Olá.

Primeiro calcule a potência dissipada pelo resistor
[tex3]P = \frac{12^2}{0,24} = \frac{144}{0,24} = 600W = 600\ J/s[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]P = \frac{12^2}{0,24} = \frac{144}{0,24} = 600W = 600\ J/s[/tex3]

O equivalente em calorias é
[tex3]P = \frac{600}{4,2}\ cal/s = 142,85\ cal/s[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]P = \frac{600}{4,2}\ cal/s = 142,85\ cal/s[/tex3]

Depois disso, calcule energia que leva para aquecer 600ml de água a 100°C
[tex3]Q = mc\Delta T = 600\times 1\times (100 - 25)°C = 45000\ cal[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]Q = mc\Delta T = 600\times 1\times (100 - 25)°C = 45000\ cal[/tex3]

Finalmente, por regra de três têm-se
[tex3]1 seg\rightarrow 142,85cal [/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]1 seg\rightarrow 142,85cal [/tex3]

[tex3]x seg\rightarrow 45000cal [/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]x seg\rightarrow 45000cal [/tex3]

--------------------------------------------------
[tex3]x = \frac{45000}{142,85} = 315seg[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]x = \frac{45000}{142,85} = 315seg[/tex3]

315 seg = 5 min e 15 seg

Espero ter ajudado!!