Question

O manual de instalação de um refrigerador afirma que uma quantidade de 250 g de água, inicialmente a 23 ºC e sob pressão de 1,0 atm, demora cerca de 60 minutos para ser completamente congelada dentro do freezer. O calor específico da água líquida é 4,0 J/g °C, e o calor latente de fusão é 320 J/g.

Dessa forma, a taxa média de perda de calor da água para o refrigerador é aproximadamente igual a

a) 6,4 W.
b) 22 W.
c) 29 W.
d) 383 W.
e) 1 300 W.

Answer 1

Considerando o calor sensível e o calor latente perdido pela água para o freezer, encontraremos que a taxa média é aproximadamente c) 29 W.

Calor total perdido para o freezer

O calor total perdido pela água para o freezer será a soma do:

1. Calor perdido para diminuir a temperatura da água até a sua temperatura de congelamento (calor sensível).
2. Calor perdido para congelar a água (calor latente).

Então, temos:

Qt = Qs + Ql

Qt = m . c . Δθ + m . L

Qt = 250 x 4 x 23 + 250 x 320

Qt = 103000 J

Taxa média de perda de calor

Sabemos que o calor calculado acima é perdido para o freezer em 60 minutos (3600 segundos). Então, podemos calcular a taxa média de perda de calor como:

P = Qt / Δt

P = 103000 J / 3600 s

P ≅ 29 W

Portanto, a alternativa c) é correta.

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