Física II ⇒ (Fuvest-SP) Calorimetria

[Weverdan]

Num forno de microondas é colocado um vasilhame contendo [tex3]3\text{ kg}[/tex3] d'água a [tex3]10^\circ C[/tex3]. Após manter o forno ligado por [tex3]14\text{ min}[/tex3], verifica-se que a água atinge a temperatura de [tex3]50^\circ C[/tex3]. O forno é então desligado e dentro do vasilhame d'água é colocado um corpo de massa [tex3]1\text{ kg}[/tex3] e calor específico [tex3]c = 0,2\text{ cal}/(g^\circ C)[/tex3], à temperatura inicial de [tex3]0^\circ C[/tex3]. Despreze o calor necessário para aquecer o vasilhame e considere que a potência fornecida pelo forno é continuamente absorvida pelos corpos dentro dele. O tempo a mais que será necessário manter o forno ligado, na mesma potência, para que a temperatura de equilíbrio final do conjunto retorne a [tex3]50^\circ C[/tex3] é:

a) [tex3]56\text{ s}[/tex3].
b) [tex3]60\text{ s}[/tex3].
c) [tex3]70\text{ s}[/tex3].
d) [tex3]280\text{ s}[/tex3].
e) [tex3]350\text{ s}[/tex3].

Resposta

---

c

[emanuel9393MOD]

Temperatura de equilíbrio:

[tex3]Q_{1} \, = \, 3000 \cdot 1 \left(\theta \, - \, 50\right)[/tex3]


[tex3]Q_{2} \, = \, 1000 \cdot 0,2 \left(\theta\right)[/tex3]


[tex3]3000 \left(\theta \, - \, 50\right) \, + \, 200 \left(\theta\right) \, = \, 0 \\ 3200 \theta \, = \, 150000 \\ \theta \, = \, 46,88 \,\, ^{0}C[/tex3]


Quantidade calor para retornar a temperatura:


[tex3]Q_{t} \, = \, 3000 \cdot 1 \left(50 \, - \, 46,88\right) \, + \, 200 \left(50 \, - \, 46,88\right) \\ Q_{t} \, = \, 9984 \,\, cal[/tex3]


Potência:

[tex3]P \, = \, \frac{3000 \cdot 1 \left(50 \, - \, 10\right)}{14 \cdot 60} \\ P \, = \, 142,86 \,\, cal/s[/tex3]


Finalmente:

[tex3]\Delta t \, = \, \frac{9984}{142,86} \\ \Delta t \, \approx \, 70 \,\, s[/tex3]



Resposta = C