Problemas Resolvidos de Física
Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES
RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.
FÍSICA 2
CAPÍTULO 25 - CALOR E PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
06. Usa-se um pequeno aquecedor elétrico de imersão para ferver 136 g de água para uma xícara de
café instantâneo. O aquecedor está especificado para 220 watts. Calcule o tempo necessário
para se trazer essa água de 23,5oC ao ponto de ebulição, ignorando quaisquer perdas de calor.
(Pág. 235)
Solução.
A potência (P) é definida pela seguinte equação diferencial
dQ
P=
dt
Nesta equação, dQ é o calor transferido durante o intervalo de tempo dt. Resolvendo-se em função
de dQ:
dQ = P × dt
Se a potência não possui dependência em relação à temperatura, pode-se fazer:
Q = P × ∆t
Logo, o intervalo de tempo procurado é dado por:
Q
∆t =
P
O calor necessário para aquecer uma massa m de água de uma temperatura ∆T é dado por:
Q = mc∆T = mc(T − T0 )
(1)
(2)
Nesta equação, c é o calor específico da água. Substituindo-se (2) em (1):
mc(T − T0 )
P
(0,136 kg)(4.190 J/K.mol)(76,5 K )
∆t =
= 198,1489 s
(220 W)
∆t =
∆t ≈ 198 s
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Resnick, Halliday, Krane - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996.
Cap. 25 – Calor e Primeira Lei da Termodinâmica
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