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):
ll De<a hsl, 0^circ C=333 kJ / kg & De<a hlv, 100^circ C=2250 kJ / kg Cp liq =4184 J /(kg cdot K) & Cp vap =1500 J /(kg cdot K) Cp sol =2100 J /(kg cdot K)
O mesmo aquecedor tem seu calor dirigido para uma massa de 5 kg de gelo a 0^circ C, sob pressão ambiente. Por quanto tempo aquecedor deve ficar ligado para derreter completamente o gelo?

Passo 1

Temos um aquecedor que fornece calor a uma massa de 5:kg de gelo a 0^circC. Para derreter totalmente esse gelo, precisamos fornecer o calor de fusão. A entalpia de fusão da água é De<a hsl,0^circC = 333:kJ/kg. Para achar o tempo de operação do aquecedor, além de m e De<a hsl, é imprescindível conhecer a potência térmica dot W (em kW ou W) do aquecedor.

Passo 2

O calor necessário Q para fundir completamente o gelo é dado por
Q = m ,De<a hsl
Substituindo,
Q = 5:kgtimes 333:kJkg = 1665:kJ = 1,665times10^6:J

Passo 3

O tempo de funcionamento t do aquecedor, em função da potência dot W, é
t = Qdot W

Resposta

Não é possível calcular numericamente o tempo sem o valor da potência térmica dot W do aquecedor. Em forma simbólica:
t = 1,665times10^6:Jdot W,

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