Enunciado

3   k g de água líquida, inicialmente a 12   ° C , devem ser aquecidos a 95   ° C em um bule de chá dentro do qual existem um elemento de aquecimento elétrico de 1200   W . O calor específico da água pode ser considerado como 4,18   k J / k g ∙ ° C e a perda de calor da água durante o aquecimento pode ser desprezada. O tempo que leva para aquecer a água a temperatura desejada é de:

  1. 4,8   m i n (d) 9   m i n
  2. 14,5   m i n (e) 18,6   m i n
  3. 6,7   m i n

Passo 1

E aí, galera! Vamos resolver essa questão?

Bom, nesta edição do livro essa questão está incompleta. Faltam os dados sobre o bule de chá, qual é a sua massa de calor específico, pois não sabemos o seu material. Assim, vamos resolver de maneira literal, deixando indicado o m b u l e e o c v ( b u l e ) .

Primeiramente, vamos calcular a quantidade de calor necessário para aquecer a água. Temos que:

W e - Q s a i = ∆ U = m á g u a c v á g u a ∆ T         ( I )

Q s a i = m á g u a c v á g u a ∆ T

Substituindo valores:

Q á g u a = 3 ∙ 4,18 ∙ 95 - 12 = 1040,82   k J

Para aquecer o bule a mesma temperatura, temos:

Q b u l e = m b u l e c v b u l e ∆ T

Substituindo valores:

Q b u l e = m b u l e c v b u l e 95 - 12 = m b u l e c v b u l e ( 83 )

Assim, o calor total é:

Q t o t a l = Q á g u a + Q b u l e

Q t o t a l = 1040,82   k J + m b u l e c v b u l e ( 83 )

A potência fornecida no enunciado indica que a cada 1   s são fornecidos 1200   J . Assim, podemos fazer uma regra de três para obter o valor do tempo.

t = Q t o t a l 1200

t = 1040,82   k J + m b u l e c v b u l e ( 83 ) 1200

t = 0,867 + 0,069   ( m b u l e c v b u l e )

Entendido?

Espero ter ajudado : )

Resposta

t = 0,867 + 0,069   ( m b u l e c v b u l e )

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