Quanto tempo leva para um aquecedor com potência de 1000 W , derreter 1,00 kg de gelo a temperatura inicial de -20,0 ^circ C, suponha que toda energia do aquecedor seja absorvida pelo gelo.
a) 42 segundos
b) 5 minutos e 34 segundos
c) 6 minutos e 16 segundos
d) 6 minutos e 27 segundos
e) 5 minutos e 57 segundos

Passo 1

O enunciado pede o tempo necessário para um aquecedor de potência P=1000 W derreter m=1,00 kg de gelo que está a -20,0^circC, assumindo que toda a energia vai para o gelo. O conteúdo é calorimetria (calor sensível e calor latente). Vamos precisar da capacidade calorífica do gelo e do calor latente de fusão da água.

Passo 2

Calor para aquecer o gelo de -20,0^circC a 0,0^circC:
Q1 = m,c>=lo,De<a T
onde c>=lo=2,10times10^3 J/(kgcdot K) e De<a T = 0 - (-20,0)=20,0 K.
Q1 = 1,00times2,10times10^3times20,0 = 4,20times10^4 J

Passo 3

Calor para fundir o gelo a 0,0^circC:
Q2 = m,Lf
onde Lf=3,34times10^5 J/kg.
Q2 = 1,00times3,34times10^5 = 3,34times10^5 J

Passo 4

Energia total necessária:
Qtot = Q1 + Q2 = 4,20times10^4 + 3,34times10^5 = 3,76times10^5 J

Passo 5

Tempo t para fornecer essa energia com potência P:
t = QtotP = 3,76times10^51,00times10^3 = 3,76times10^2 s = 376 s
Convertendo para minutos e segundos:
376 s = 6 min;16 s

Resposta

c) 6 minutos e 16 segundos

Exercícios relacionados