Um liquidificador funciona com potência de 750 W . Ao bater um litro de água no liquidificador, considere que toda a energia transferida pelo motor é transformada em energia interna da água,
a) Qual será a variação da temperatura da água após um minuto?
b) Baseado na sua experiência, quais considerações deveriam ser feitas para se obter uma resposta mais realista?
a) Qual será a variação da temperatura da água após um minuto?
b) Baseado na sua experiência, quais considerações deveriam ser feitas para se obter uma resposta mais realista?
Passo 1
O enunciado dá um liquidificador com potência
,W batendo
,L de água (que tem massa
,kg). Ele pede a variação de temperatura
em
minuto, sob a hipótese de que toda a energia elétrica
fornecida pelo motor vira calor na água. O conteúdo necessário é calorimetria básica, usando
e
onde
,J/(k
) é o calor específico da água.
Passo 2
Calcular a energia elétrica fornecida em
,s:
Passo 3
Usar
para encontrar
:
Passo 4
Portanto, a elevação de temperatura da água é de aproximadamente
,
C.
Passo 5
Para obter uma resposta mais realista, deveríamos considerar que:
- O motor não converte
da energia elétrica em calor da água: há perdas mecânicas e elétricas (atrito nos rolamentos, calor no próprio motor, som, vibração). - Parte do calor gerado se dissipa para o copo do liquidificador e para o ar ambiente por convecção.
- A mistura não aquece uniformemente; pode haver regiões com temperaturas distintas.
- Em
T elevados, pode ocorrer evaporação, levando energia embora. - O calor específico da água varia ligeiramente com a temperatura, mas esse efeito é pequeno neste caso.
Resposta
(a) A variação de temperatura é cerca de
,
C.
(b) Na prática, devemos levar em conta a eficiência do motor, perdas térmicas para o ambiente e o recipiente, distribuição não uniforme de temperatura e possível evaporação.
(b) Na prática, devemos levar em conta a eficiência do motor, perdas térmicas para o ambiente e o recipiente, distribuição não uniforme de temperatura e possível evaporação.