A combustão completa de um grama de certo tipo de gasolina produz cerca de 46000 J. Essa gasolina é utilizada em uma fogueira, em que
da energia liberada na queima do combustível é usada para aquecer 2,25 litros de água
em uma chaleira de alumínio de massa
. Deseja-se aquecer a água, que inicialmente está a
, até
e fazer a vaporização de 0,25 litros, em um local onde a pressão atmosférica é 1 atm . Calcule a massa de gasolina que deve ser utilizada nesse aquecimento. Considere os seguintes dados:
Calor específico da água no estado líquido
;
Calor específico do alumínio
;
Calor latente de vaporização da água
Densidade da água
.
Temos que realizar três processos, primeiro calcular o calor para aquecer a água
, o calor que aquece a chaleira de alumínio
e o calor para vaporizar a quantidade de água desejada
.
O calor total será
Como apenas
da energia é utilizada
então a massa de gasolina utilizada
em uma chaleira de alumínio de massa
Calor específico da água no estado líquido
Calor específico do alumínio
Calor latente de vaporização da água
Densidade da água
Temos que realizar três processos, primeiro calcular o calor para aquecer a água
Passo 1
O enunciado pede a massa de gasolina necessária para aquecer de
a
L de água numa chaleira de alumínio de
kg e vaporizar
L de água, sabendo que só
da energia da queima é aproveitada. O conteúdo é calorimetria: calor sensível
e calor latente
, além de eficiência energética.
Passo 2
Calor para aquecer a água de
a
:
Temos
,kg
,g,
,cal/g
C
,J/g
C, e
,°C.
Passo 3
Calor para aquecer a chaleira de alumínio de
a
:
Com
,kg
,g,
,cal/g
C
,J/g
C, e
,°C:
Passo 4
Calor para vaporizar
,L de água (massa
,g):
Com
,cal/g
,J/g,
Passo 5
Somando todos os calores necessários:
Passo 6
Como apenas
da energia da gasolina é usada,
Passo 7
Cada grama de gasolina libera
,J, logo