Question

Cafeteiras elétricas são dispositivos domésticos bem populares. Considere que uma cafeteira elétrica apresenta em seu rótulo que seu aquecedor possui potência de 200 Watts (essa é a taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica). Pela manhã você pretende tomar uma xícara de café. Assim, para preparar uma xícara de café, com 100 g de água, calcule o tempo aproximado necessário para aquecer a água de uma temperatura inicial de 23,0°C para 100°C, desprezando as perdas de calor.
Dados: calor específico da água = 4190 J/kg.K.

a) 120 s
b) 160 s
c) 135 s
d) 129 s
e) 112 s

Answer 1

Para calcular o tempo necessário, vamos precisar do calculo de potência e do calculo de calor sensível (calor para variação de temperatura). Então, vamos primeiramente para o calor sensível (lembrando de por as unidades no SI):
$Q=m*c*\Delta T$
$Q=0,1*4190*(100-23)$
$Q=419*77$
$Q=32.263\ J$

Agora, vamos para o calculo de potência, que nesse caso é quanto calor foi transferido por unidade de tempo, ou seja:
$P=\frac{Q}{t}$
$200=\frac{32.263}{t}$
$t=\frac{32.263}{200}$
$t=161,315\ s$

Logo, a resposta é: b. Aproximadamente 160 segundos