Determine: © Se a condição inicial da água na panela fosse p=1 atm e T=20^circ C, calcule o calor transferido à água para levá-la deste estado até o estado em que a válvula começa a deixar o vapor escapar.

Passo 1

Beleza, vamos resumir esse problema! A gente tem água numa panela que começa com uma pressão de 1 atm e temperatura de 20^circ C. A gente precisa descobrir quanto de calor é necessário adicionar nessa água pra ela aquecer até o ponto em que a válvula começa a deixar o vapor escapar.
Pra resolver isso, vamos usar conceitos de calorimetria, especificamente o calor necessário para aquecer a água até o ponto de ebulição.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que precisa acontecer. A água vai esquentar de 20^circ C até atingir a temperatura de ebulição nessa pressão de 1 atm. Sabemos que, a 1 atm, a água ferve a 100^circ C. Então, a gente precisa aumentar a temperatura da água em 80^circ C.

Passo 3

Agora, vamos calcular o calor necessário para esse aumento de temperatura. A fórmula que usamos é:
Q = m cdot c cdot De
Onde:
  • Q é o calor transferido;
  • m é a massa da água;
  • c é a capacidade calorífica específica da água;
  • De é a variação de temperatura.

Passo 4

A capacidade calorífica específica da água ( c) é aproximadamente 4,18 , J/g cdot ^circ C. Isso significa que para cada grama de água, precisamos de 4,18 , J para levantar a temperatura em 1^circ C.

Passo 5

A variação de temperatura ( De) que a gente calculou foi de 80^circ C. Então, substituindo os valores na fórmula:
Q = m cdot 4,18 , J/g cdot ^circ C cdot 80^circ C

Passo 6

Multiplicando os números:
Q = m cdot 334,4 , J/g
Isso significa que cada grama de água precisa de 334,4 , J de calor para aumentar a temperatura de 20^circ C até 100^circ C.

Resposta

O calor transferido à água para levar de 20^circ C até 100^circ C é Q = m cdot 334,4 , J/g, onde m é a massa da água em gramas.

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