Uma chaleira elétrica dissipa 200 W na água que ela contém, através de uma resistência elétrica. Calcule quanto tempo leva para esta chaleira esquentar 500 mL de água da temperatura ambiente,
, até a temperatura de ebulição de
.
Passo 1
Beleza, olha só o que o enunciado nos dá e o que precisamos fazer:
- Matéria: calorimetria e potência elétrica.
- Enunciado: uma chaleira dissipa 200 W na água, temos 500 mL de água que vai de 25 °C até 100 °C.
- O que precisamos: calcular o tempo que ela leva pra esquentar essa água.
Para isso, a gente vai usar a ideia de calor necessária (Q) para elevar a temperatura da água e depois relacionar com potência § pra achar o tempo (t).
Passo 2
Primeiro transforma volume em massa:
- Sabemos que a densidade da água é cerca de 1 kg/L.
- Então 500 mL = 0,5 L → massa
.
Passo 3
Agora entra o conceito de calor:
- A fórmula básica é
onde
• é a energia (em joules) que a gente precisa fornecer,
• é a massa da água,
• é o calor específico da água (
),
• é a variação de temperatura.
•
•
•
•
Aqui
.
Passo 4
Vamos calcular o
:
Passo 5
Por fim, relacionamos energia com potência pra achar o tempo:
Temos
e
, então
Convertendo pra minutos:
Resposta
Leva cerca de 784 s, ou aproximadamente 13,1 minutos, para esquentar os 500 mL de água de 25 °C a 100 °C com potência de 200 W.