Considere uma panela com 24,1 kg de água a 18^circ C. A base da panela tem diâmetro de 45,5 cm e está sobre a chama do fogão, que fornece calor a uma taxa média de transferência q=450 W. Considere para a água um valor médio de Cp de 4,20 kJ kg^-1 K^-1 e despreze o calor para aquecer o metal da panela. Calcular:
o calor necessário para a água atingir 100^circ C;

Passo 1

Então, meu amigo, o exercício diz que temos 24,1 kg de água a 18 °C e queremos aquecer até 100 °C. Ele também nos dá o calor específico médio da água (Cp = 4,20 kJ·kg⁻¹·K⁻¹) e pede o “calor necessário” (Q) para fazer isso acontecer, desprezando o calor absorvido pela panela. O conteúdo aqui é Termologia, mais especificamente Calor Sensível, e a fórmula principal que vamos usar é
Q = m cdot Cp cdot De

Passo 2

Primeiro, vamos entender cada parte da fórmula:
  • é a massa da água (24,1 kg).
  • é o calor específico da água (4,20 kJ·kg⁻¹·K⁻¹).
  • é a variação de temperatura, ou seja .

Passo 3

Calculemos De:

Passo 4

Agora, substituímos na fórmula (lembrando de usar as mesmas unidades, aqui kJ):
Q = m cdot Cp cdot De

Passo 5

Bastam umas continhas:
  1. Primeiro Q = 8,300,04 kJ.
  2. Depois .
Então dá

Resposta

O calor necessário para aquecer a água de 18 °C a 100 °C é aproximadamente
Q = 8,30 times 10^3 kJ(ou 8,30 MJ)

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