Question

Já reparou que o tempo de preparação de alguns alimentos aparecessem em alguns aparelhos da sua cozinha? Para determinar esse tempo, o engenheiro usa o conceito de potência. Suponha que um aparelho possui a potência de 1500 W e meio litro de água será aquecida no seu interior de 20 ºC para 90 ºC. Essa água será usada para fazer café para os professores em uma escola. Sabendo que a água absorve 70% da energia emitida pelo aparelho, calcule o tempo necessário, em minutos, para o aquecimento da água. (Dados: cAGUA = 1,0 cal/g ºC e densidade da água = 1 kg/litro. 1 cal = 4 J)

Answer 1

• O que é calorimetria?

A calorimetria (do latim, “calor” - a qualidade do que é quente, e do grego “metro” - medida) é o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados às trocas de energia térmica. O termo calor define a energia em trânsito, o qual ocorre devido à diferença de temperatura entre os corpos.

• Qual é sua equação fundamental?

A quantidade de calor recebida ou cedida por um corpo é dada por

$Q=m~.~c~.~\Delta T$

onde,

Q é quantidade de calor, em J ou em cal

m é a massa do corpo, em kg ou em g

c é o calor específico, uma constante de proporcionalidade cujo valor depende do material do qual o corpo é feito, em J/kg.ºC ou em cal/g.ºC

$\Delta T$ é a variação de temperatura, em ºC

• Resolvendo o problema

Se um litro de água pesa $1~kg=1.000~g$, então meio litro pesa $500~g$.

Então, qual é a quantidade de calor necessária para esquentar a água?

$Q=m~.~c~.~\Delta T\\\\Q=500~.~1~.~(90-20)\\\\Q=500~.~70\\\\Q=35.000~cal=35.000~.~4~J=140.000~J$

Uma potência de $1.500~W$ significa que o aparelho fornece $1.500~J$ por segundo. Como apenas 70% da energia emitida é absorvida pela água, temos disponíveis $1.500~.~0,7=1.050~J$ por segundo.

Logo, para saber o tempo, temos que dividir a quantidade de calor necessária pela quantidade de energia disponível a cada segundo.

$t=\dfrac{Q}{E}\\\\t=\dfrac{140.000}{1.050}\\\\\boxed{t \approx 133~s=2~min~13~s}$

Para saber mais

https://brainly.com.br/tarefa/26760889