Question

Um tanque contendo 500 L, inicialmente a 20 °C, necessita ser aquecido a 90 °C. Para tanto, será utilizado um combustível cujo calor de combustão é de 40 MJ/kg.
Dado: O calor específico da água 1 cal/g °C; Densidade da água = 1 g/cm3; 1 cal = 4,2 J.

Com base nas informações e no seu conhecimento, assinale a alternativa correta que apresenta a massa de combustível que deve ser utilizada para aquecer a água até a temperatura desejada.


a) 3,675 kg.

b) 3,675 g.

c) 2,29 kg.

d) 367,5 kg.

e) 2,7 g.

Answer 1

Resposta: A

Explicação:

Primeiramente, a densidade da água é 1 g / cm³. Há 500 litros de água no tanque, e cada litro equivale a 1000cm³. Sendo assim, há 500.000 cm³ de água no tanque, ou seja, 500.000 gramas.

1 MJ = 1.000.000 J. O combustível, então, aquece 40.000.000 de Joules por kg, ou 40.000 Joules por grama.

Pra aquecer em 1 ºC cada grama deve ser aplicado 1 caloria (dado do calor específico). Sendo assim, pra aquecer toda a água do tanque em 1 ºC, aplicamos 500.000 calorias. De 20 ºC pra 90 ºC subimos 70ºC, certo? Então, podemos dizer que é necessário aplicar 70 * 500.000 calorias. Pra converter isso em Joules é simples: 1 cal = 4,2 J, logo:

70 * 500.000 * 4,2

147.000.000

Se isso tudo é a quantidade de Joules aplicada, para sabermos quantos gramas de combustível isso equivale, basta dividir por 40.000:

147.000.000/40.000 = 3675 gramas, ou, 3,675 kg.