Considere uma panela com
de água a
. A base da panela tem diâmetro de
e está sobre a chama do fogão, que fornece calor a uma taxa média de transferência
. Considere para a água um valor médio de Cp de 4,20
e despreze o calor para aquecer o metal da panela. Calcular:
o tempo necessário para isso acontecer;
o tempo necessário para isso acontecer;
Passo 1
Beleza! Então o problema é de calorimetria e de transferência de calor. A ideia é descobrir quanto tempo (t) a chama, que entrega potência constante
, leva para elevar a temperatura de
de água de
até o ponto de ebulição (
). Vamos precisar da fórmula básica de calor:
e da relação potência × tempo = energia:
Passo 2
Primeiro, calculamos a variação de temperatura:
Agora a energia necessária para esquentar a água até 100 °C:
Fazendo a conta:
Passo 3
Usamos agora a relação entre potência e tempo:
Então
Passo 4
Só para ficar mais amigável, convertemos para horas e minutos:
ou seja, cerca de 5 h 7 min.
Resposta
O tempo necessário é aproximadamente
, ou seja, cerca de 5 horas e 7 minutos.