Uma boca de fogão possui potência de 2500 W, mas somente 2/3 disto é absorvido por uma panela. Quanto tempo demora para 1 litro de água a
ferver?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre quanto tempo leva para ferver 1 litro de água usando um fogão. A gente vai trabalhar com conceitos de energia, potência e calor específico da água. Precisaremos calcular a energia necessária para aquecer a água e depois ver quanto tempo isso leva com a potência que o fogão realmente usa.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir qual é a potência que a panela está realmente recebendo do fogão. O fogão tem uma potência de 2500 W, mas só 2/3 disso é absorvido pela panela.
Passo 3
Agora, precisamos calcular a quantidade de energia necessária para aquecer 1 litro de água de 25°C até 100°C. Sabemos que 1 litro de água tem uma massa de aproximadamente 1 kg. O calor específico da água é cerca de 4186 J/(kg·°C).
A fórmula para calcular a energia é:
Onde:
- $ m = 1, kg $ (massa da água)
- $ c = 4186, J/(kg·°C) $ (calor específico da água)
- $ \Delta T = 100°C - 25°C = 75°C $ (variação de temperatura)
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora que sabemos a energia necessária, vamos calcular o tempo que o fogão leva para fornecer essa energia com a potência que a panela está recebendo. A relação entre energia, potência e tempo é dada por:
Mas precisamos garantir que as unidades estão compatíveis. Como $ Q $ está em joules (J) e $ P $ em watts (W), e $ 1, W = 1, J/s $, podemos usar diretamente:
Resposta
Leva aproximadamente 188,4 segundos, ou cerca de 3 minutos e 8 segundos, para 1 litro de água a 25°C ferver.