Utilize as seguintes propriedades da água em diferentes fases (sob pressão ambiente) para resolver as questões a seguir (assumindo-as constantes nas faixas de temperatura usadas):
Um aquecedor que fornece energia à uma taxa de
é ligado durante 2 minutos, e seu calor é dirigido para uma massa de 1 kg de água a
, sob pressão ambiente. Não havendo perdas para o ambiente, qual sua temperatura final? Se eu quisesse aquecer esta água até
, por quanto tempo deveria deixar o aquecedor ligado? E se eu quisesse vaporizar toda a água?
Passo 1
Temos um aquecedor que fornece
durante
a
de água inicialmente a
. Vamos usar balanço de energia sem perdas e as propriedades dadas:
e
.
Conteúdo: calor sensível e calor latente.
Conteúdo: calor sensível e calor latente.
Passo 2
Calcular a energia total fornecida pelo aquecedor:
Passo 3
Como
é suficiente apenas para aquecer água até abaixo de
, usamos
Logo,
Passo 4
Para elevar de
a
precisamos de
O tempo necessário é
Passo 5
Para vaporizar toda a água, primeiro aquecemos a
:
depois fornecemos o calor latente:
Total
e o tempo
Resposta
Temperatura final após 2 min:
.
Tempo para chegar a :
.
Tempo para vaporizar toda a água: .
Tempo para chegar a
Tempo para vaporizar toda a água: