No experimento para medir o calor latente de vaporização Lv de um líquido, o estudante coloca uma certa quantidade desse líquido em um recipiente. O líquido se aquece com o auxílio de um aquecedor elétrico de potência 4000 W e, quando este começa a ferver e evaporar, ele marca 36,0 se verifica que, durante esse intervalo de tempo, 240 g do líquido evaporou. Considerando que toda a energia fornecida pelo aquecedor seja absorvida pelo líquido e que as perdas de energia para o meio ambiente sejam desprezíveis, o valor de vL em J/g é
a)25
b)111
c)144
d)600
e)2250

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema que temos aqui está relacionado ao calor latente de vaporização de um líquido. Basicamente, queremos descobrir quanto de energia é necessário para transformar uma certa quantidade desse líquido de líquido para vapor sem mudar sua temperatura. Para resolver isso, vamos precisar saber a potência do aquecedor, o tempo que ele foi ligado e a massa do líquido que evaporou. Vamos usar essas informações para calcular o valor de $ Lv $ em joules por grama.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é potência. Potência é a taxa com que a energia é utilizada ou transferida. Aqui, a potência do aquecedor é de 4000 W (watts). A unidade watt é igual a joules por segundo ($ 1,W = 1,J/s $).

Passo 3

Sabemos que o aquecedor foi ligado por 36,0 segundos. Para encontrar a energia total fornecida pelo aquecedor, usamos a fórmula:
Q = P times t
Onde:
  • $ Q $ é a energia (em joules, J)
  • $ P $ é a potência (em watts, W)
  • $ t $ é o tempo (em segundos, s)

Passo 4

Vamos calcular a energia total:
Q = 4000,W times 36,0,s = 144,000,J
Então, o aquecedor forneceu 144.000 joules de energia ao líquido.

Passo 5

Agora, sabemos que 240 g do líquido evaporou usando essa energia. O calor latente de vaporização ($ Lv $) é a quantidade de energia necessária para evaporar 1 grama do líquido. A fórmula para calcular $ Lv $ é:
Lv
Onde:
  • $ Lv $ é o calor latente de vaporização (em J/g)
  • $ Q $ é a energia fornecida (em joules, J)
  • $ m $ é a massa do líquido evaporado (em gramas, g)

Passo 6

Vamos calcular $ Lv $:
Lv

Resposta

O valor de $ Lv $ é 600 J/g, que corresponde à opção d) 600.

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