( 2,0 pontos) Calor sensivel e eficiencia (fogāo a gás) Para aquecer
de água de
até
, um fogão a gás consumiu
de GLP (
). Sabendo que cagus
, assinale a alternativa correta:
A. O calor útil fornecido à água foi
.
B. A energia química do GLP foi
.
C. A eficiéncia do processo fol
.
D. Todas as alternativas acima estão corretas.
A. O calor útil fornecido à água foi
B. A energia química do GLP foi
C. A eficiéncia do processo fol
D. Todas as alternativas acima estão corretas.
Passo 1
O enunciado pede identificar qual alternativa está correta entre A, B, C ou D, com base nas informações dadas. As perguntas implícitas são:
- Qual o calor útil fornecido à água para aquecê‑la de
até ? - Qual a energia química contida em
de GLP sabendo que ? - Qual a eficiência do processo definida como razão entre o calor útil fornecido e a energia química disponível?
Informações fornecidas (dados que vamos usar):
Passo 2
Converter volume de água em massa (usar densidade da água
ou
). Como temos
:
Explanação: 1 litro de água corresponde a 1000 gramas porque a densidade da água pura à temperatura ambiente é aproximadamente
.
Passo 3
Calcular a variação de temperatura
:
Explicação: para calor sensível usamos a diferença de temperatura entre estado final e inicial.
Passo 4
Calcular o calor útil recebido pela água usando a fórmula do calor sensível:
onde
é a massa em gramas,
é o calor específico em
e
é em
.
Substituindo os valores:
Converter para
(1 kcal = 1000 cal):
Explicação: o calor sensível é a energia necessária para aumentar a temperatura sem mudança de fase; aqui obtivemos
. Isto corresponde à alternativa A.
Passo 5
Calcular a energia química disponível do GLP. A energia total liberável é dada por:
onde
está em
e
em
.
Substituindo:
Explicação: multiplicamos a massa do combustível pelo poder calorífico inferior para obter a energia química total disponível. Isso corresponde à alternativa B.
Passo 6
Calcular a eficiência térmica do processo como razão entre o calor útil absorvido pela água e a energia química fornecida pelo GLP:
Substituindo
e
:
Converter para porcentagem:
Arredondando para dois algarismos significativos obtemos aproximadamente
. Explicação: essa eficiência significa que cerca de
da energia química do GLP foi efetivamente transferida para a água como calor útil; o restante foi perdido (exaustão, radiação, convecção para o ambiente, etc.). Isso corresponde à alternativa C.
Passo 7
Como verificamos:
- Alternativa A: calor útil
— correta. - Alternativa B: energia química do GLP
— correta. - Alternativa C: eficiência
— correta.
Portanto todas as alternativas A, B e C estão corretas.
Resposta
D