Uma equipe de estudantes está interessada em produzir um protótipo de geladeira que seja capaz de, em 2 horas, congelar completamente 9 quilogramas de água inicialmente a 20 °C. Sabendo que 1 cal = 4,2 J, a taxa efetiva de bombeamento térmico dessa geladeira, em joules por segundo, para que o projeto tenha exatamente o desempenho desejado deve ser de
(Dados: Calor específico sensível da água: c= 1 cal/g °C); Calor específico de congelamento da água: L = -80 cal/g)
A. 525.
B. 420.
C. 125.
D. 105.
E. 100.
Preciso do cálculo para saber se a resposta está realmente certa
Respostas
Resposta:
Não fora informado, mas por simplicidade, vamos supor que a pressão externa seja de 1 atm. Nessa pressão, a temperatura de fusão da água é 0º C.
Calor a ser retirado da amostra de água para atingir 0 ºC:
Qs = m * c * ΔT
Nota-se que o calor específico foi informado em gramas e a massa dado em kilogramas. Convertendo a massa para gramas, temos m = 9 * 10^3 g.
Qs = 9 * 10^3 * 1 * (0-20) = -180 * 10^3 cal.
Calor a ser retirado para a conclusão do processo de solidificação:
Ql = m * L
Ql = 9 * 10^3 * (-80) = -720 * 10^3 cal.
Desses dois dados, podemos calcular a quantidade de calor total que será retirado. Q = Qs + Ql = (-180-720) * 10^3 = -900 * 10^3 cal.
Agora, basta converter para J, como ele já nos deu a constante de conversão, basta multiplicarmos por ela, 4,2. Q = -900 * 10^3 * 4,2 = -3780 * 10^3 J.
Convertendo as duas horas para segundo, tem-se 2h = 2h * 60min/h * 60s/min = 7200 s.
Agora, basta calcularmos a potência média P = 3780 * 10^3/7200 = 0,525 * 10^3 = 525 W.
Explicação:
Resposta: 525
Letra A