Question

No interior de um forno de microondas encontra-se um prato que contém 1 kg de purê de batatas para ser aquecido.Considere que o purê de batatas possui calor específico c = 1,8 cal/g° C, e que a capacidade térmica C do prato é de 20 cal/° C. A potência elétrica de consumo do forno é igual a 1.200W, dos quais 80% dessa potência são transferidos como energia térmica para o purê de batatas, o qual por condução aquece o prato, considere que somente essa energia é transferida para o prato. Antes de ligar o forno de micro-ondas, todo esse sistema está em equilíbrio térmico na temperatura de 20° C. Assinale a alternativa que corresponde ao tempo em que o forno de microondas deve ficar ligado para que o prato e o purê de batatas atinjam a temperatura de 50° C. Use a relação que 1 cal = 4,18 J.

Answer 1

Sabemos que Q = Ф.Δt  (quantidade de calor é igual ao fluxo multiplicado pelo tempo) sendo assim podemos armar o seguinte esquema para determinar o tempo necessário de aquecimento:

Q1 + Q2 = ∅.Δt     

onde Q1 2 Q2 são os calores recebidos e trocados entre o prato e o purê.

Antes, porem, devemos converter o fluxo de J/s pra cal/s:
Como ele diz que só 80% da potencia é convertida em energia ficamos com:

1200.0,8 = 960 J/s

Agora convertemos para cal/s:

1 cal ---- 4,18 J
x cal ---- 960  J

x será aproximadamente 230 cal/s

Desenvolvendo a equação anterior temos:

m.c.ΔT + C.ΔT = ∅.Δt

1000.1,8.(50 -30) + 20.(50 - 30) = 230.t

1800.30 + 20.30 = 230.t

54000 + 600 = 230.t

54600 = 230.t

t = 54600/230

t ≈ 237 segundos  ou aproximadamente 4 minutos