FEMA Medicina 2021/1
Um cozinheiro colocou 2 litros de água a 25 ºC em uma panela e a levou à chama de um fogão para aquecê-la a 85 ºC. Durante o processo de aquecimento, a chama do fogão foi mantida com uma potência constante de 2000 W e 80% do calor emitido por ela foram efetivamente absorvidos pela água.
Considerando-se o calor específico da água líquida igual a 4 × 103 J/(kg × ºC) e a densidade da água igual a 1 kg/L, o intervalo de tempo necessário para a água sofrer o aquecimento desejado foi de
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Resolução
Para resolver essa questão, precisamos usar a fórmula Q = mcΔT, onde Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a variação de temperatura. Sabemos que a potência (P) é a quantidade de energia (ou calor, neste caso) por unidade de tempo, então podemos reescrever a fórmula como P = mcΔT/t, onde t é o tempo. Substituindo os valores conhecidos na fórmula, podemos resolver para t.
Dicas
Use a fórmula Q = mcΔT para calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a água.
Lembre-se de que a potência é a quantidade de energia por unidade de tempo.
Use a fórmula P = mcΔT/t para encontrar o tempo necessário para aquecer a água.
Erros Comuns
Esquecer de considerar a eficiência de 80% na transferência de calor da chama para a água.
Confundir a potência com a quantidade de calor.
Esquecer de converter a potência de watts para joules por segundo.
A questão envolve os conceitos de calor específico, potência e transferência de calor. O calor específico é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em um grau Celsius. A potência é a taxa de transferência de energia ou a quantidade de energia transferida por unidade de tempo.
