Um aquecedor de imersão deve ser usado em uma pequena quantidade de água (
) para café instantâneo. O aquecedor é classificado a
quando operado a
. Quanto tempo leva para levar a água de
para a ebulição? Despreze a capacidade térmica do aquecedor, bem como as perdas de calor para o ambiente.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular: temos 300 g de água a 20 °C e um aquecedor de imersão de 300 W ligado a 120 V. Queremos saber quanto tempo leva pra água passar de 20 °C até 100 °C (ebulição), desprezando perdas de calor e capacidade térmica do aparelho.
Conteúdo: calorimetria (energia pra esquentar água) e potência elétrica. Vamos usar a capacidade térmica da água e as fórmulas de energia e potência.
Conteúdo: calorimetria (energia pra esquentar água) e potência elétrica. Vamos usar a capacidade térmica da água e as fórmulas de energia e potência.
Passo 2
Calcular quanta energia (calor) precisamos pra esquentar a água.
Teoria: a energia pra elevar a temperatura é
Teoria: a energia pra elevar a temperatura é
onde
-
-
-
Convertendo massa:
.
Então
Então
Passo 3
Agora relacionamos energia com potência pra achar o tempo.
Teoria: potência elétrica é a razão entre energia e tempo,
Teoria: potência elétrica
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Resposta
Cerca de 335 segundos (aprox. 5,6 minutos).