Pretende-se aquecer e ferver uma amostra de meio litro de água pura, mantida inicialmente na temperatura de
, fazendo-se uso de um aquecedor elétrico com potência nominal de 1.000 Watts. Sabendo-se que o volume de água a ser aquecido está acondicionado em um recipiente isolado do ambiente, cuja capacidade térmica vale
e que o calor específico da água é igual a 4.180
, qual será o tempo necessário para iniciar o processo de vaporização da amostra de água?
Passo 1
O enunciado pede o tempo necessário para aquecer
L de água (inicialmente a
) até
, usando um aquecedor de
W, sabendo que o recipiente tem capacidade térmica de
,J/
e que
,J/(kg,
). O conteúdo é calorimetria e balanço de energia.
Passo 2
Calcular a massa da água e a variação de temperatura.
A densidade da água é aproximadamente ,kg/L, logo a massa é
A densidade da água é aproximadamente
e a variação de temperatura é
Passo 3
Calcular o calor absorvido pela água:
Passo 4
Calcular o calor absorvido pelo recipiente:
Passo 5
Obter a energia total e o tempo de aquecimento:
Resposta
O tempo necessário é aproximadamente
s (ou cerca de
min).