Question

Dois béqueres iguais, de capacidade calorifica desprezível, contendo quantidades diferentes de
água pura a 25°C, foram aquecidos, sob pressão constante de latm, em uma mesma chama. A
temperatura da água em cada béquer foi medida em função do tempo de aquecimento, durante
20 minutos. Após esse tempo, ambos os béqueres continham expressivas quantidades de água.
Os resultados encontrados estão registradosnos gráficos a seguir.
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Answer 1

Resposta:

- Neste caso, a temperatura Ta=Tb=100°C pois é onde estão os patamares e que corresponde á temperatura de ebulição da água.

Quanto mais massa, mais demorado será para aquecer porção de água. Então, analisando o gráfico, o que demorou mais para atingir os 100°C foi o béquer B, possuindo então mais água do que o A.

2. Sabemos que o calculo do calor específico(sem mudança de fase) é dado por:

Q=m.c.ΔT

Sabemos o ΔT e sabemos a massa, mas não é fornecido o calor específico e nem a energia. Mas, temos uma informação importante:

"foram aquecidos ... em uma mesma chama"

Então o calor gerado pela chama por tempo, ou seja, a potência da chama, é o mesmo para as duas:

Para calcular o calor gerado, usamos:

Q=Potencia da chama . Tempo

Q=P.t

Então substituímos na equação do calor específico:

P.t=m.c.ΔT

Usamos os dados para o béquer A, usando o ΔT=100-25=75 e o tempo necessário até atingir o patamar (a temperatura de ebulição).

ma=200g ΔT=75°C t=10min

10.P=200.c.75

P=1500c

Isolamos P e c de um lado (eles serão iguais para os dois béquers.

P/c=1500

Agora aplicamos a equação para o béquer B:

P.t=m.c.ΔT

mb=? ΔT=75°C t=15min

15.P=mb.c.75

P=5mb.c

Isolamos P e c:

P/c=5.mb

Como P e c será igual para os dois béquer, podemos igualar os dois:

P/c=5.mb P/c=1500

5.mb=1500

mb=1500/5=300g de água.

4.O patamar é a parte onde a água não muda de temperatura por estar mudando de fase, absorvendo calor latente.

O calor latente é calculado por:

Q=m.L

P.t=m.L

Isolando o tempo:

t=m.L/P

Como L e P são iguais para os dois béquers, o tempo do patamar (tempo de evaporação) será maior para o béquer que contem mais massa de água, ou seja , o gráfico do béquer B terá maior patamar