O calor de combustão do gás de cozinha (GLP) é cerca de 6000 cal / g. Suponha um fogão a gás aquecendo 10 l de água de 20^circ C até 100^circ C, sem mudança de fase. Considerando, ainda, que apenas 40 % da energia liberada na combustão seja fornecida para água. Quantas gramas de gás são utilizadas para esse aquecimento de água?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre calor de combustão do gás de cozinha (GLP) e como ele é usado para aquecer água. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente calorimetria. Precisamos calcular quantas gramas de gás são necessárias para aquecer 10 litros de água de 20°C até 100°C, considerando que só 40% da energia da combustão vai para a água.

Passo 2

Primeiro, vamos entender quanto de energia precisamos para aquecer a água. A fórmula básica é:
Q = m times c times De
Onde:
  • é o calor (energia) necessário,
  • é a massa da água,
  • é a capacidade calorífica da água,
  • é a variação de temperatura.

Passo 3

Vamos calcular a massa da água. Sabemos que a densidade da água é aproximadamente m = 10 , L times 1 , kgL = 10 , kg , ou seja, m = 10 , kg times 1000 , gkg = 10,000 , g . Então, para 10 litros:
Convertendo para gramas:

Passo 4

A capacidade calorífica da água ( ) é . A variação de temperatura ( ) é de .

Passo 5

Agora, calculando o calor necessário ( Q = 10,000 , g times 1 , calg°C times 80°C = 800,000 , cal ):

Passo 6

Sabemos que apenas 40% da energia da combustão do gás vai para a água. Então, a energia total liberada pela combustão ( Qtotal = Q0,40 = 800,000 , cal0,40 = 2,000,000 , cal ) é:

Passo 7

Agora, com o calor de combustão do GLP sendo mgás = QtotalCalor de combustão = 2,000,000 , cal6,000 , calg = 333,33 , g , podemos encontrar a massa de gás necessária ( á):
áã

Resposta

São necessárias aproximadamente 333,33 gramas de gás para aquecer os 10 litros de água conforme as condições dadas.

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