Question

Uma fonte térmica, de potência igual a 63 W, é utilizada para realizar o aquecimento de um recipiente contendo 650 ml de água a uma temperatura inicial equivalente a 25 °C. Sabendo que o aquecimento durou 5 minutos, determine a temperatura final da água após o aquecimento. Adote: densidade da água 1,0 g/ml; 1 cal=4,2J; calor específico da água 1 cal/g °C). ​

Answer 1

Resposta:

Temperatura final é aproximadamente 32,3°C

Explicação:

No problema em questão, passamos por 2 etapas: determinação da energia fornecida pela fonte e temperatura de aquecimento da água.

1- Para a primeira etapa, temos que a fonte produz a energia em W. Assim, temos que a quantidade de calor será:

P=Q/t, onde P é a potência, Q a energia gasta e t o tempo

63J/s=Q/300s

Q=18900J

Para fazermos a segunda parte, precisamos converter a quantidade de calor para J. Assim:

1 cal - 4 J

x - 18900J

x=4725cal

Além disso, precisamos saber que a densidade da água é 1g/ml. Deste modo, temos uma massa de água de 650g.

2-Na segunda etapa, a água irá aquecer de 25°C até uma temperatura final Tf. O calor específico da água é 1 cal/g°C. Para isso, temos:

Q3=m.c.ΔT

4725cal=650g.1cal/g°C. (Tf-25), onde Tf é a temperatura final da água

Tf=32,3°C, aproximadamente