Enunciado

Um aquecedor elétrico de imersão de 400   W é introduzido em uma panela que contém 2,00   L de água a 20 ° C .

(a) Quanto tempo a água leva para atingir a temperatura de ebulição, supondo que 80 % da energia disponível é absorvida pela água?

(b) Quanto tempo a mais é necessário para que metade da água seja transformada em vapor?

Passo 1

Letra a:

Sabendo que a densidade da água a temperatura ambiente é 1 k g / L então a massa de água é:

m = 1.2 = 2 k g

Com a potência de 400 W , sabendo que o calor específico da água é 4,18 J k g ° C e que apenas 80 % da energia é absorvida, o tempo para atingir até a temperatura de 100 ° C é:

P = Q Δ t

0,8.400 = m . c . Δ T Δ t

Δ t = 2.4,18 . ( 100 - 20 ) 0,8.400 = 2,09 s

Passo 2

Letra b:

Agora queremos que 1 k g de água a 100 ° C vire vapor. O calor de valorização dessa quantidade de massa é:

Q = m L v a p = 1.2,2 × 10 6 = 2,2 × 10 6 J

E sabendo da potência é 400 W e que apenas 80 % é absorvida temos:

P = Q Δ t

Δ t = Q P = 2,2 × 10 6 0,8.400 = 6875 s

Resposta

a ) 2,09 s

b ) 6875 s

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