Question

Simões está com pressa e tem apenas 4 minutos disponíveis para ferver a água do seu café. Ele liga um aquecedor que fornece calor a uma taxa constante de 150 calorias por segundo para uma massa de 900g de água inicialmente a 20 ºC.

Sabendo que o calor específico da água é 1cal/g ºC , Simões conseguirá ferver a água?

Escolha uma:
a. Não, pois a quantidade de calor fornecida pelo aquecedor é capaz de elevar a temperatura da água em apenas 40ºC. CORRETO
b. Não, pois a quantidade de calor fornecida pelo aquecedor é capaz de elevar a temperatura da água em apenas 60ºC.
c. Sim, pois a quantidade de calor fornecida pelo aquecedor é suficiente para elevar a temperatura da água em exatos 80ºC.
d. Sim, pois a quantidade de calor fornecida pelo aquecedor é maior do que a necessária para ferver a água.
e. Não, pois a quantidade de calor fornecida pelo aquecedor é capaz de elevar a temperatura da água em apenas 20ºC.

Answer 1

Não, pois a quantidade de calor fornecida pelo aquecedor é capaz de elevar a temperatura da água em apenas 40ºC.

Answer 2

e. Não, pois a quantidade de calor fornecida pelo aquecedor é capaz de elevar a temperatura da água em apenas 20ºC.

Por meio da fórmula do calor sensível, podemos calcular a temperatura final, dados na questão:

Q = m . c . ΔT

150 = 900 . 1 . (Tf - 20)

150 = 900Tf - 18000

900Tf = 150 + 18000

Tf = 18150/900

Tf = 20,17 ºC

Observe que o fornecimento de calor vai aumentar a temperatura em 0,17ºC por segundo, então sabendo que 4 minutos tem 240 segundos, temos:

0,17ºC ------ 1 s

     x   ----- 240 s

x = 40,8ºC

Logo, a quantidade de calor fornecida vai elevar a temperatura da água em: 40,8 - 20,17 = 20,6 ºC aproximadamente.