Em um aquecedor solar, o fluxo de água pela placa coletora é de 200 l/h e são transferidos para a água 3,36 kJ de energia térmica a cada hora. Sendo a massa específica e o calor específico sensível da água iguais a 1,0 kg/l e 4,2 J/kg. °C, respectivamente, e admitindo-se que não haja perda de calor, a elevação de temperatura da água, em °C, em uma hora é de
a) 1,6
b) 5,0
c) 0,25
d) 2,5
e) 4,0
a) 1,6
b) 5,0
c) 0,25
d) 2,5
e) 4,0
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um aquecedor solar onde 200 litros de água passam pela placa coletora a cada hora e recebem 3,36 kJ de energia térmica por hora. A gente vai usar conceitos de física relacionados a calor sensível para descobrir quanto a temperatura da água aumenta nesse período. Precisamos saber a massa específica da água (1,0 kg/l) e o calor específico sensível (4,2 J/kg·°C).
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é calor sensível. Calor sensível é a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma substância sem mudar seu estado físico. A fórmula que usamos é:
Onde:
- $ Q $ é o calor transferido (em Joules, J)
- $ m $ é a massa da substância (em kg)
- $ c $ é o calor específico (em J/kg·°C)
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura (em °C)
Passo 3
Vamos identificar cada valor na fórmula:
- $ Q = 3,36 kJ = 3360 J $ (transformando kiloJoules em Joules)
- $ m = 200 l \times 1,0 kg/l = 200 kg $
- $ c = 4,2 J/kg·°C $
Passo 4
Agora, queremos encontrar $ \Delta T $. Vamos rearranjar a fórmula para isolá-la:
Substituindo os valores:
Passo 5
Fazendo as contas:
Resposta
e) 4,0