Em um fogareiro a gasolina para acampamentos, apenas
da energia liberada na queima do combustível é usada para aquecer a água na panela. Para aquecermos 1,00
) de água de
até
e fazer a vaporização de
, que quantidade de gasolina é necessário queimar? R: 65 g
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica! A gente tem um fogareiro onde só 30% da energia da gasolina queima é usada pra aquecer a água. A pergunta é: quanto de gasolina a gente precisa queimar pra aquecer 1,00 kg de água de 20°C até 100°C e vaporizar 0,25 kg dessa água. Vamos precisar usar conceitos de calor específico e calor latente de vaporização.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de energia necessária para aquecer a água de 20°C a 100°C. Para isso, usamos a fórmula do calor sensível:
Onde:
-
é a energia para aquecer, -
é a massa da água, -
é o calor específico da água, -
é a variação de temperatura.
Calculando:
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia necessária para vaporizar 0,25 kg de água. Usamos a fórmula do calor latente de vaporização:
Onde:
-
é a energia para vaporizar, -
, -
é o calor latente de vaporização da água.
Calculando:
Passo 4
Agora, somamos as duas energias para obter a energia total necessária:
Passo 5
Sabemos que apenas 30% da energia da gasolina é usada para aquecer a água. Então, a energia total fornecida pela gasolina (
) é:
Passo 6
Para encontrar a quantidade de gasolina necessária, precisamos saber o poder calorífico da gasolina, ou seja, quantos joules são liberados por grama de gasolina queimada. Vamos supor que a gasolina libera aproximadamente
.
Então, a massa de gasolina (
) necessária é:
Resposta
A quantidade de gasolina necessária para aquecer a água e vaporizar parte dela é aproximadamente 65 g.