Question

Um instituto de defesa do consumidor resolve testar a eficiência energética de um determinado
modelo de panela elétrica que consome a potência de 500 W. Para isso, fez-se um experimento
que consiste em aquecer 200 g de água, inicialmente em temperatura ambiente de 25 e em
pressão atmosférica de 1 atm. Após 20 minutos de aquecimento, toda a água da panela evapora.
Com base nos resultados obtidos, montou-se a tabela a seguir, que fornece a eficiência energética
para várias faixas.
Faixa
Eficiência (razão entre potência
térmica útil e potência elétrica
consumida)
Acima de 88%
Entre 83% e 88%
Entre 77% e 82,99%
Entre 71% e 76 99%
Abaixo de 71%
Considere o calor espeafico sensível da água igual a 1 cal.gº.°C-!, o calor latente de
vaporização 540 calg-'e 1 cal = 4,2 J.
A eficiência do modelo de panela elétrica testado se encontra na faixa

Answer 1

Resposta:

......................

Answer 2

Resposta:

Explicação:

dados:

Pe = 500 W (panela elétrica)

m = 200 g

To = 25ºC

Δt = 20 min = 1200 s

c = 1 cal.g/ºC

Lv = 540 cal/g

1 cal = 4,2J

T = 100ºC

Primeiro temos que calcular o calor necessário para evaporar 200 g de água.  Lembrando que água irá de 25ºC até 100ºC, que é a temperatura de ebulição.

Calor necessário para os 200 g de água "ir" de 25ºC até 100ºC;

$Q_{1} = mc(T - To)$

$Q_{1} = 200.1(100 - 25)$

$Q_{1} = 15000cal$

Calor necessário para fazer a água mudar de estado;

$Q_{2} = mL_{f}$

$Q_{2} = 200.540$

$Q_{2} = 108000cal$

O calor total é:

$Q_{T} = Q_{1} + Q_{2}$

$Q_{T} = 15000 + 108000$

$Q_{T} = 123000cal$

Convertendo em Joules;

$Q_{T} = 123000*4,2=516600J$

Agora temos que calcular a potência térmica útil;

$P_{u} = \frac{Q_{T}}{\Delta t}$

$P_{u} = \frac{516600}{1200}$

$P_{u} = 430,5 W$

Cálculo da eficácia:

$\eta = \frac{P_{u}}{P_{e}}100\%$

$\eta = \frac{430,5}{500}100\%$

$\eta = 86,1\%$

Logo a panela elétrica em questão está na faixa: Entre 83% e 88%

Aí está!!!