Atualmente, a pressão da atmosfera interna de aviões comerciais a jato durante o voo é de 80 kPa. Nessa pressão, a água utilizada na preparação de chás e cafés entra em ebulição a 76 °C. Assim, essas bebidas passam aos passageiros a impressão de estarem mornas. No entanto, existe o desenvolvimento de matérias a serem utilizados na construção de novas aeronaves que permitiram aumentar a pressão atmosférica externa do avião durante todo o voo para 100 kPa. Nesse novo valor, a água entra em ebulição a 100 °C. O aumento de energia necessário para fazer 200 g de água entrar em ebulição na nova situação, em calorias, é igual a adote em ambos os casos o calor específico da água igual a 1 cal/g°
a)9.600
b)4.800
c)4.000
d)2.400
a)9.600
b)4.800
c)4.000
d)2.400
Passo 1
Resumo da Questão e Conteúdo Necessário
Estamos lidando com uma questão de física que envolve termodinâmica, especificamente o cálculo de energia necessária para aquecer a água até seu ponto de ebulição sob diferentes pressões atmosféricas. Precisamos entender conceitos como calor específico, massa, variação de temperatura e a fórmula para calcular a quantidade de energia envolvida nesse processo.
Passo 2
Identificando os Dados do Problema
- Massa da água (m): 200 gramas
- Calor específico da água ©: 1 cal/g°C
- Temperatura inicial (T₁): 76°C
- Temperatura final (T₂): 100°C
Passo 3
Entendendo a Variação de Temperatura
A variação de temperatura (ΔT) é a diferença entre a temperatura final e a inicial:
Passo 4
Aplicando a Fórmula do Calor
A quantidade de energia (Q) necessária para aquecer a água pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
- $ m $ é a massa da água,
- $ c $ é o calor específico,
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura.
Passo 5
Calculando a Energia Necessária
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
A energia necessária para aquecer 200 g de água de 76°C a 100°C é 4.800 calorias. Portanto, a alternativa correta é a letra b) 4.800.