Questão 50231

ITA 2008

Física

(ITA - 2008 - 2 FASE) Durante a realização de um teste, colocou-se 1 litro de água a 20ºC no interior de um forno de microondas. Após permanecer ligado por 20 minutos, restou meio litro de água. Considere a tensão da rede de 127 V e de 12 A a corrente consumida pelo forno. Calcule o fator de rendimento do forno.

Dados:
calor de vaporização da água L_v = 540 cal/g ;
calor específico da água C = 1 cal/g ºC ; 1 caloria = 4,2 joules

Gabarito:

Resolução:

A potência do microondas pode ser calculada por:

$P = Ui$

$P = 220 cdot 12 = 1524 W$

Agora, é necessário encontrar a energia necessária para evaporar metade da quantidade de água que, inicialmente, encontrava-se a 20ºC. Portanto, teremos dois tipos de calor: o calor sensível que irá aquecer a água de 20ºC até 100ºC e o calor latente referente à vaporização da quantidade de água.

$Q = mcDelta heta + mL$

$P = frac{Q}{Delta t} = frac{mcDelta heta+mL}{Delta t}$

$P = frac{Q}{Delta t} = frac{1000 cdot 1 cdot (100-20) + 500cdot 540}{20 cdot 60}$

$P = frac{80.000 + 270.000}{1200} approx 291,7 cal/s$

$291,7 cal/s = 1225 W$

O rendimento será calculado por:

$oxed{eta = frac{1225}{1524} approx 80 \%}$

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