Um ebulidor, usado para aquecer água, possui potência de 400 W. Uma pessoa coloca 1 litro de água, a
, dentro deste ebulidor e liga-o em seguida. Quanto tempo, em minutos, esta pessoa deverá esperar para que a água atinja a temperatura de
e comece a ferver ? Obs: 1 litro de água
.
Passo 1
Vamos resolver um exercício sobre calorimetria, que é a parte da física que estuda as trocas de calor entre os sistemas. O problema fala sobre quanto tempo um ebulidor de 400 W leva para aquecer 1 litro de água de
até
. Para isso, vamos precisar da fórmula que relaciona energia, potência e variação de temperatura.
Passo 2
Primeiro, identificamos os dados que temos:
- Potência do ebulidor,
- Massa da água,
(já que 1 litro de água corresponde a 1000 gramas) - Temperatura inicial,
- Temperatura final,
- Variação de temperatura,
Passo 3
Vamos usar a fórmula da energia térmica necessária para aquecer a água:
onde:
-
é a energia em joules (J), -
é a massa em gramas (g), -
é o calor específico da água, que é ou , -
é a variação de temperatura.
Como nosso
está em gramas, vamos usar
convertendo a massa para kg:
Passo 4
Calculamos a energia necessária:
Passo 5
Sabemos que a potência está relacionada à energia e ao tempo pela fórmula:
Queremos encontrar o tempo
, então rearranjamos a equação:
Passo 6
Convertendo segundos para minutos:
Resposta
A pessoa deverá esperar aproximadamente 14 minutos para que a água atinja
e comece a ferver.