O Inmetro procedeu à análise de garrafas térmicas com ampolas de vidro, para manter o consumidor informado sobre a adequação dos produtos aos Regulamentos e Normas Técnicas. Uma das análises é a de eficiência térmica. Nesse ensaio, verifica-se a capacidade da garrafa térmica de conservar o líquido aquecido em seu interior por determinado tempo. A garrafa é completada com água a 90 °C até o volume total. Após 3 horas, a temperatura do líquido é medida e deve ser, no mínimo, de 81 °C para garrafas com capacidade de 1 litro, pois o calor específico da água é igual a 1 cal/g °C.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. A gente tem uma garrafa térmica de 1 litro cheia com água a 90 °C. Após 3 horas, a temperatura da água deve estar no mínimo em 81 °C para que a garrafa seja considerada eficiente pelo Inmetro. A gente vai precisar usar o conceito de calor específico da água, que é 1 , cal/g cdot °C, e a fórmula de calor sensível para calcular a quantidade de calor perdida pela água nesse período.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
  • Massa da água (m): Como a densidade da água é aproximadamente 1 , g/cm³³, 1 litro de água pesa cerca de 1000 , g.
  • Calor específico da água ©: 1 , cal/g cdot °C.
  • Temperatura inicial (T_i): 90 °C.
  • Temperatura final mínima (T_f): 81 °C.
  • Tempo (t): 3 horas.

Passo 3

Vamos usar a fórmula do calor sensível para calcular a quantidade de calor que a água perdeu:
Q = m cdot c cdot De
Onde:
  • Q é o calor perdido,
  • m é a massa da água,
  • c é o calor específico,
  • De é a variação de temperatura.

Passo 4

Calcular a variação de temperatura ( De):
De

Passo 5

Agora, substituímos os valores na fórmula do calor sensível:
Q = 1000,g times 1,cal/g cdot °C times 9,°C = 9000,cal

Passo 6

Portanto, a água perdeu 9000 calorias ao longo das 3 horas para manter a temperatura acima de 81 °C.

Resposta

A garrafa térmica perdeu 9000 calorias durante as 3 horas, garantindo que a temperatura da água permaneceu acima de 81 °C.

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