17* - Num dia de verão, a temperatura da água numa caixa-d’água de 10.000 litros, que estava pela manhã a 15 C, passou a 35 C. Considerando que o preço do k W h é cerca de R 1,00$, quanto se gastaria de energia elétrica para fazer esta mesma elevação de temperatura?

Passo 1

O enunciado nos dá uma caixa-d’água de 10,000 L de água cuja temperatura sobe de 15 ^circC para 35 ^circC. O conteúdo é calorimetria (calor sensível) e consumo de energia elétrica. Vamos usar a fórmula do calor sensível
Q = m,c,De<a T
e depois converter o resultado em kWh para calcular o custo.

Passo 2

Determinar a massa da água. Como a densidade da água é 1 kg/L, temos
m = 10,000 Ltimes1 kgL = 10,000 kg

Passo 3

Calcular o calor necessário. Usamos c=4,2 kJ/(kgcdot^circ C) e De<a T = 35-15=20 ^circC:
Q = 10,000 kgtimes4,2 kJkgcdot^circCtimes20 ^circC = 840,000 kJ

Passo 4

Converter Q de kJ para kWh. Sabe-se que 1 kWh=3,600 kJ, logo
E = 840,000 kJ3,600 kJ/kWh approx 233,33 kWh

Passo 5

Calcular o custo da energia elétrica. Com R$1,00 por kWh, o gasto será
Custo = 233,33 kWhtimes R$1,00/kWh approx R$233,33

Resposta

Gastaríamos aproximadamente R$ 233,33 para elevar a temperatura da água de 15 ^circC a 35 ^circC.

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