Enunciado

Para se manter acordado com seus estudos durante uma noite inteira, um estudante prepara uma xicara de café colocando inicialmente um aquecedor elétrico de 200   W em 0,320   k g de água. a) Qual é o calor transferido para a água para elevar sua temperatura de   20   ° C até 80   ° C ? b) Quanto tempo é necessário? Suponha que toda a potência do aquecedor seja transformada em calor para aquecer a água.

Passo 1

Beleza, na letra (a) o enunciado pede o calor necessário para esquentar a água até os 80   ° C , então não vamos precisar da potência do aquecedor só da equação da calorimetria e as informações que ela precisa:

Q = m c ∆ T

Passo 2

Usando o calor específico da água e os valores do enunciado a gente tem:

Q = ( 0,320   k g ) ( 4190   J / k g ⋅ K   ) ( 8 0   ° C - 20   ° C )

Q = 8,04 × 10 4   J

Passo 3

Na (b) vamos precisar da potência do aquecedor, como a equação de potência é:

P = W t

Sendo W o trabalho, que nesse caso é o calor liberado pelo aquecedor.

Substituímos W pelo calor que calculamos na letra (a) e P pela potência do aquecedor dada no enunciado:

t = Q P

t = 8,04 × 10 4   J 200   W = 402   s

Esse será o tempo que o aquecedor leva para esquentar a água.

Resposta

a   Q = 8,04 × 10 4   J

b   402   s

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