Questão 14

FUVEST 2008

Física

(FUVEST - 2008 - 1ª FASE) Um aquecedor elétrico é mergulhado em um recipiente com água a 10 °C e, cinco minutos depois, a água começa a ferver a 100 °C. Se o aquecedor não for desligado, toda a água irá evaporar e o aquecedor será danificado. Considerando o momento em que a água começa a ferver, a evaporação de toda a água ocorrerá em um intervalo de aproximadamente

Calor específico da água = 1,0 cal/(g°C)

Calor de vaporização da água = 540 cal/g

Desconsidere perdas de calor para o recipiente, para o ambiente e para o próprio aquecedor.

5 minutos.

10 minutos.

12 minutos.

15 minutos.

30 minutos.

Gabarito:

30 minutos.

Resolução:

T₀ = 10ºC

T = 100ºC

$Delta t= 5min$

$Delta_{vapor}$

$P = frac{Q}{Delta t}$

* Para variar a temperatura:

$P = frac{m cDelta T}{Delta t} ightarrow frac{P}{m}= frac{1 cdot (100-10)}{5 cdot 60}$

$frac{P}{m}=frac{90}{5 cdot 60}= 0,3$

* Para vaporizar:

$P = frac{Q}{Delta t_{v}} ightarrow P = frac{mL}{Delta t_{v}} ightarrow frac{P}{m}=frac{L}{Delta t_{v}}$

Como é o mesmo aquecedor e toda a massa de água vaporiza:

$frac{P}{m}=0,3$ , então:

$0,3 = frac{L}{Delta t_{v}} ightarrow Delta t_{v} = frac{540}{0,3}= 1800s$

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