Calorimetria (Exercício 12)

(UNIFENAS-MG) 500 g de água devem sofrer uma elevação de temperatura de 60°C em 5 minutos. Sabendo-se que 20% do calor gerado pelo aparelho é perdido, podemos afirmar que a potência elétrica necessária para que isto ocorra deve ser igual a: 

m = 500 g 

T = 60°C

t   = 5 minutos = 5.60 = 300

c = 1,0 cal/g°C

Q = 500 . 1 . 60

Q = 30000 cal 

1 cal = 4 joules 

30000 . 4 = 120000 Joules 

Sabendo que 20% do calor é perdido.

0,80P = 120000/300

0,80P = 400

       P = 400/0,80

       P = 500 W

Calorimetria (Exercício 9)

Uma fonte térmica fornece, em cada minuto, 20 calorias. Para produzir um aquecimento de 30°C em 50 gramas de um líquido, são necessários 15 minutos. Determine o calor específico do liquido.

P = 20 cal/min

T =  30°C

m = 50 g

t = 15 min 

P = Q/Δt

20 = Q/15

Q = 300 calorias 

Q = m . c . ΔT

300 = 50 . c . 30

300 = 1500 . c 

 c = 300/1500

 c = 0,2 cal/g°C

Calorimetria e Potência (Exercício 2)

(Fuvest-SP)

 

Dados: densidade da água = 1 kg/L e calor especifico da água = 1 cal/g°C

 

a) Quantas calorias são necessárias para aquecer 200 L de água, de 15°C a 70°C?

 

Formula da densidade é necessária para encontrar o valor da massa.

d = m / v

1 = m / 200

m = 200 kg = 200000 g = 2,0 x 10⁵

 

Q = m.c.∆t

Q = 2,0 x 10⁵ . 1 . (70 -15)

Q =  2,0 x 10⁵ . 1. 55

Q = 110 x10⁵ cal 

Q= 1,1 x 10⁷cal

 

 

 

b) Qual a potência necessária para realizar essa operação em 3 horas? Considere 1 cal =4,2 J.

 

Q = 1,1 x 10⁷cal =  1,1 x 10⁷ x 4,2 = 4,62 x 10⁷ J

 

P = Q / ∆t

P = Q / 3 x 60 x 60

P = 4,62 x 10⁷ / 3 x 3600

P = 4,62 x 10⁷ / 10800

P = 4,62 x 10⁷/ 1,08 x 10⁴

P = 4,28 x 10³ W

Potência e Calorimetria (Exercício 1)

Um aquecedor elétrico foi ligado a uma tomada de 110V e mergulhado num recipiente contendo 2,0kg de água à temperatura inicial de 30°c.nessas condições corrente que percorre o aquecedor tem intensidade i=5,0A. Supondo que todo calor produzido pelo aquecedor seja absorvido pela água, calcule a temperatura da agua apos 3,0 minutos. São dados=calor especifico da agua=1,0cal/g°c; 1 caloria aproximadamente 4,0 joules.

Informações da questão.

U = 110V I = 5,0A ∆t = 3,0 minutos

m = 2,0kg = 2000g c = 1,0cal/g°c Ti = 30°c

P = U . i

P = 110 . 5,0

P = 550 W

Informação necessária.

1 Watt = 1 J/s

P = 550 J/s

Para solucionar é necessário transformar minutos para segundo.

3 minutos = 180 segundos

P = E /∆t

E = P x ∆t

E = 550 x 180

E =99000 J

1 caloria aproximadamente 4,0 joules.

E =99000 /4

E = 24700 J

Q= m.c∆t

24700 = 2000 x 1,0 x ( Tf - 30)

24700 = 2000Tf – 60000

2000Tf = 24700 + 60000

2000Tf = 84700

Tf = 84700 / 2000

Tf = 42,35°c