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
Soluções para a tarefa
Resposta: Alternativa D
Q = m × c × ΔT
Q = 250 × 4 × (23-0)
Q = 1.000 × 23
Q = 23.000
P = 383 W
Sobre a taxa média de perda de calor da água para o refrigerador é correto afirmar ser aproximadamente igual a:"29 watts". Alternativa C.
Calor sensível e calor latente
Para que 250 gramas de água a uma temperatura inicial de 23°C sejam completamente congelados, eles devem perder calor para a geladeira em duas etapas:
- Ele perde calor até que sua temperatura caia para 0°C(calor sensível).
- Perde calor até congelar completamente (calor latente).
A questão nos diz que o calor específico e o calor latente de fusão da água são 4 J/g°C e 320 J/g, respectivamente.
Calculando a quantidade total de calor que a água deve perder para congelar completamente.
Q = m*c*Δt + mL
Q = 250 * 4* 23 + 250 * 320
Q = 23.000 + 80.000
- Q = 103.000 Joules
Como a água leva 60 minutos (3600 segundos) para congelar completamente, teremos
P = Q/Δt
P = 103000/3600
- P ≅ 29 Watts
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