Questão 26

ITA 2016

Física

(ITA - 2016 - 2ª FASE)

Considere uma garrafa térmica fechada contendo uma certa quantidade de água inicialmente a 20º C. Elevando-se a garrafa a uma certa altura e baixando-a em seguida, suponha que toda a água sofra uma queda livre de 42 cm em seu interior. Este processo se repete 100 vezes por minuto. Supondo que toda a energia cinética se transforme em calor a cada movimento, determine o tempo necessário para ferver toda a água.

Gabarito:

Resolução:

A energia transferida em uma queda será igual a $Q = mgh$ . E como acontecem 100 quedas por minuto podemos encontrar a Potência associada a essa transferência de energia.

$P = frac{100Q}{60} = frac {5Q}{3} W$ .

A energia necessária para aquecer a água até o ponto de fervura será:

$\P cdot Delta t = mcDelta T Rightarrow \\ Delta t = frac{3mcDelta T}{5Q} Rightarrow \\ Delta t = frac{3cancel{m}cDelta T}{5cancel{m}gh} Rightarrow \\Delta t= frac{3cdot4200cdot 80}{5cdot 10 cdot 42cdot10^{-2}} Rightarrow \\ Delta t = 48000 s = 800 min$

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