Question

O diagrama mostra a variação da temperatura em função do tempo de um sistema constituído por uma porção de água de 150g de massa , inicialemnte a 40ºc. Ocalor especifico da água é igual a 1 cal/gºc e o calor latente de vaporização é de 540 cal/g. A-) Quantos calorias a água recebe entre os instantes 3 e 6 minutos? B-) Identifique o estado físico do sistema logo após 6m C-) Qual deve ser a potencia media da fonte de calor desprezando-se as perdas para o ambiente , nos primeiros 3 minutos de aquecimento , em cal/s?

Answer 1

O gráfico mostra a transformação da água a 40 ºC em vapor a mais de 100 ºC. No instante de 0 a 3 minutos, a água está apenas se aquecendo para chegar à temperatura de ebulição que é 100 ºC. No instante de 3 a 6 minutos, a água está passando do estado líquido a 100 ºC para o estado gasoso a 100 ºC. Perceba que no instante de 3 a 6 minutos não há mudança de temperatura. É isso que acontece com todo material em mudanças de estado. Vamos aos cálculos.

A) de 3 a 6
$\boxed {Q' = m*Lv}$
$Q' = 150*540$
$\boxed {\boxed {Resposta - A:Q' = 81000cal}}$

B) Após 6 minutos o estado da água é gasoso
$\boxed {\boxed {Resposta - B:Gasoso}}$

C) Potencia média


0 a 3 mim.
$\boxed {Q'' = c*m*( \beta f - \beta i)}$
$Q'' = 1*150*(100 - 40)$
$Q'' = 1*150*60$
$Q'' = 9000cal$

$\boxed {3 min = 180s}$

$\boxed {P = \frac{Q}{t}}$
$\boxed {P = \frac{9000}{180} }$

$\boxed {\boxed {Resposta - C: P = 50cal/s}}$

Answer 2

Dos instantes de 0 a 3 minutos, a temperatura da água subiu de 40°C a 100°C, e dos instantes 3 a 6 minutos, a temperatura não varia mas o estado físico muda.

a) Entre estes instantes, o estado físico da água está mudando, logo, utilizamos o calor latente de vaporização. A quantidade de calor é dada por:

Q = m.L

Q = 150.540

Q = 81000 cal

b) Após 6 minutos, a água se encontra acima de 100°C, logo, seu estado físico é gasoso.

c) A quantidade de calor usada para aquecer a água é:

Q = m.c.ΔT

Q = 150.1.(100 - 40)

Q = 9000 cal

O aquecimento ocorreu em 3 minutos (180 segundos), logo, a potência deve ser:

P = 9000/180

P = 50 cal/s

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