um recipiente adiabático contém 500g de água, inicialmente a 20°C. O conjunto é aquecido até 80°C, utilizando-se uma fonte de calo lr que desenvolve uma potência útil de 200W. Considerando o calor específico da água igual a 1,0 cal/g °C e fazendo 1 cal igual a 4 J, quanto tempo foi gasto nesse aquecimento?
Soluções para a tarefa
Resposta:
600 segundos
Explicação:
Q= m.c.∆T
Q= 500×1×(80-20)
Q=500×60
Q= 30000 cal
como 1 cal equivale a 4 J
1----------4
30000--x
x= 120000J
como W= J/segundo
200W= 200 J por segundo
assim :
200--------1seg
120000--x
x= 600 segundos
O tempo foi gasto para realizar o aquecimento de 500 g de água é igual a 600 s.
Quantidade de calor
Para solucionar a questão, devemos aplicar a equação fundamental da calometria, ver abaixo:
Q = m.c.ΔT
Sendo:
- Q = Quantidade de calor;
- m = Massa do corpo;
- c = calor específico;
- ΔT = Variação de temperatura.
A equação fundamental da calorimetria define a quantidade de calor que o corpo irá ceder/receber para sofrer variação de temperatura.
Temos que a variação de temperatura sofrida será de ΔT = (80-20)°C. Dado c = 1,0 cal/g °C e m = 500 g:
Q = 500 g. 1,0 cal/g °C.(80-20)°C
Q = 500 g. 1,0 cal/g °C.60°C
Q = 3.000 cal
Considerando que 1 cal é igual a 4 J, temos:
Q = 3.000 cal. 4 J/cal
Q = 12,000 J
A potência é calculada por meio do quociente entre o trabalho e a variação de tempo:
P = W/Δt
Sendo:
- P = potência
- W = trabalho
- Δt = variação de tempo
A fonte de calor possuí 200W de potência, a mesma precisa realizar um trabalho de 12.000 J para ocorrer a mudança de temperatura. Assim, o tempo necessário é igual a:
P = W/Δt => 200 W = 12.000 J/Δt
Δt = 12.000 J/200 W => Δt = 600 s
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