Uma chaleira de alumínio de
de massa contém um elemento de aquecimento de
. Ela é cheia com
de água a
. Quanto tempo levará:
(a) para iniciar a ebulição e
(b) para a chaleira secar?
(Suponha que a temperatura da chaleira não ultrapasse
em nenhum instante.)
(a) para iniciar a ebulição e
(b) para a chaleira secar?
(Suponha que a temperatura da chaleira não ultrapasse
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos uma chaleira de alumínio de massa
cheia com água de massa
(já que
). A temperatura inicial de tudo é
e queremos levar até
. O elemento de aquecimento fornece potência constante
.
Conteúdo: calorimetria (aque-cimento) e mudança de fase (vaporização) sem perda de calor para o ambiente. Iremos usar os calores específicos do alumínio e da água e o calor latente de vaporização da água.
Conteúdo: calorimetria (aque-cimento) e mudança de fase (vaporização) sem perda de calor para o ambiente. Iremos usar os calores específicos do alumínio e da água e o calor latente de vaporização da água.
Passo 2
Calcular o calor necessário para aquecer água e chaleira de
a
.
Escrevemos
Escrevemos
Usando
e
,
logo
Passo 3
O tempo para atingir
é
Passo 4
Para evaporar toda a água que já está a
, precisamos do calor latente de vaporização.
com
, portanto
Passo 5
O tempo para vaporizar toda a água, a partir de
, é
Passo 6
Se quisermos o tempo total desde o início até a chaleira ficar seca, somamos
Resposta
(a)
(
min) para iniciar a ebulição.
(b) (
min) para evaporar toda a água e secar a chaleira.
(b)