Question

um cubo de 1,0kg de gelo acha-se no interior de um recipiente de alumínio, de massa 2,0kg, ambos inicialmente a -10°C. Através de um aquecedor com potência de 1,0kW, o gelo é aquecido, transformando-se em vapor a 100°C, sob pressão normal.

Dados: Calor específico sensível do gelo = 0,50 cal/g °C
Calor específico sensível da água = 1,0 cal/g °C
Calor específico sensível do alumínio = 0,215 cal/g °C
Calor específico latente de fusão do gelo = 80 cal/g
Calor específico latente de vaporização da água = 539 cal/g
Equivalente mecânico da caloria = 4,18 J/cal

Nesta transformação, o aquecedor deverá permanecer ligado por aproximadamente:
A) 28 min B) 54 min C) 96 min D) 8,0 min E) 15 min

Answer 1

Resposta:

T ≅ 54 minutos

Explicação:

Quantidade de calor absorvido pelo elemento gelo / água:

Qgelo=m.c.Δθ = 1000.0,50.10 = 5000 cal

Qfusão=mLf = 1000.80 = 80000 cal

Qágua=m.c.Δθ = 1000.1.100 = 100000 cal

Qvapor=mLv = 1000.539 = 539000 cal

Qtotal = Qgelo+Qfusão+Qágua+Qvapor

Qtotal = 5000+80000+100000+539000 = 724000 cal

(Quantidade de calor absorvido pelo elemento alumínio)

Qal=m.c.Δθ = 2000.0,215.110 = 47300 cal

Quantidade de calor absorvido pelo sistema:

Qsist=Qtotal+Qal

Qsist= 724000 + 47300 = 771300 cal

ou Qsist= 771300/1000 = 771,2 kcal

ou Qsist=771300.4,18 = 3224034 J

ou Qsist=3224034/1000 = 3224,034 kJ

1 kW = 1000 W:

t=Energia/Potência

t=3224034 (J)/1000 (W) = 3224,034 s  

ou t=3224,034 /1  = 3224,034 s

t=3224,034/60 = 53,7330 min

Logo T ≅ 54 minutos

Answer 2

Resposta:

Nesta transformação, o aquecedor deverá permanecer ligado por aproximadamente 54 minutos

Explicação:

Corrigido pelo DNM