Question

Uma resistência de imersão (ebulidor), mergulhada num recipiente com água, interligada num amperímetro ideal que aponta uma medida de 2A; os terminais desse circuito estão conectados a um gerador elétrico. Deseja-se aquecer a água até a fervura, evaporando um terço da água. Existem, inicialmente, 900 g de água a 10 oC dentro do recipiente. Desconsidera-se o calor absorvido pelo recipiente e pelo ebulidor, que possui resistência de 210 Ohm Considera-se que esse experimento é realizado ao nível do mar; 1 cal é igual a 4,2 J; o calor específico da água vale 1,0 cal/g.oC; • o calor de vaporização da água vale 540 cal/g. O tempo necessário para atingir o objetivo desejado é de, aproximadamente

Answer 1

Resposta:

Δt ≈ 20 min

Explicação:

P = potência = ?

R = resistência = 210 Ω

i = corrente elétrica = 2 A

Cálculo da potência

P = R.i.i

P = 210.2.2

P = 840 W

E = energia = ? (aquecer toda água até 100°C e evaporar um terço)

m = massa = 900 g

c = calor específico da água = 1 cal/g°C

m a evaporar = 1/3 de 900 = 900/3 = 300 g

Lv = calor latente de vaporização = 540 cal/g

Δt  = temperatura = (100 - 10) = 90

E = mcΔt + mLv

E = 900.1.(100 - 10) + 300.540

E = 900.90 + 300.540

E = 81000 + 162000

E = 243000 cal

E = 243000.4,2

E = 1020600 J

Cálculo do tempo

P = potência = 840 W

E = energia = 1020600 J

t = tempo = ?

P = E/t

840 = 1020600/t

t = 1020600/840

t = 1215 s

t = 1215/60

t = 20,25 min

t ≈ 20 min  

Answer 2

Para aquecer a água até a fervura e evaporar um terço, são necessários aproximadamente 20 minutos.

Tempo necessário para aquecer a água

Se a corrente consumida pelo ebulidor é de 2 A, podemos calcular a potência dissipada por ele:

$P=I^2R=(2A)^2\cdot 210\Omega=840W$

O calor necessário apara aquecer a água até a fervura, ou seja, aumentar sua temperatura até 100 °C, é:

$Q_1=m\cdot C\cdot (T_f-T_i)=900g\cdot 4,2\frac{J}{g\ºC}\cdot (100\ºC-10\ºC)=340200J$

Se um terço da água deve se evaporar, uma massa de 300 gramas (um terço de 900 gramas) deve ser evaporada. A quantidade de calor adicional para evaporar essa massa de água é:

$Q_2=mH=300g\cdot 540 \frac{cal}{g}=162000cal=680400J$

Se toda a potência dissipada pelo ebulidor é transferida à água, o tempo necessário para lograr o objetivo proposto é:

$P\cdot t=Q_1+Q_2\\\\t=\frac{Q_1+Q_2}{P}=\frac{340200J+680400J}{840W}\\\\t=1215s=20'~25''$

Ou seja, aproximadamente 20 minutos.

Saiba mais sobre calorimetria em https://brainly.com.br/tarefa/4384865

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