Calcule em joules a menor quantidade de energia necessária para vaporizar 2.50 kg de água inicialmente à temperatura de
. A temperatura de ebulição da água é de
, o calor específico da água vale 4190 J/kg.K e o calor de vaporização da água vale
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a menor quantidade de energia, em joules, para vaporizar 2,50 kg de água que está inicialmente a 25°C. Vamos usar conceitos de calor específico e calor de vaporização, que fazem parte da termodinâmica. Precisamos calcular a energia para aquecer a água até 100°C e depois a energia para transformá-la em vapor.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia necessária para aquecer a água dos 25°C até a temperatura de ebulição, que é 100°C. Para isso, usamos a fórmula do calor sensível:
Aqui:
-
(massa da água) -
(calor específico da água) -
(variação de temperatura)
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia necessária para vaporizar a água a 100°C. Para isso, usamos a fórmula do calor latente de vaporização:
Aqui:
-
(massa da água) -
(calor de vaporização da água)
Substituindo os valores:
Passo 4
Para encontrar a energia total necessária, somamos as duas energias que calculamos:
Resposta
A menor quantidade de energia necessária para vaporizar 2,50 kg de água inicialmente a 25°C é aproximadamente
.