Uma fonte calorífica fornece calor continuamente, à razão de
, a uma determinada massa de água. Se a temperatura da água aumenta de
para
em 4 minutos, sendo o calor especifico sensível da água
, determine
b) A potencia da fonte de calor;
b) A potencia da fonte de calor;
Passo 1
Vamos entender o que a questão está nos pedindo. Estamos trabalhando com calorimetria, especificamente com o cálculo da potência de uma fonte de calor. Sabemos que uma fonte está fornecendo calor a uma taxa de
para uma massa de água. A temperatura dessa água aumenta de
para
em 4 minutos. Vamos usar essas informações para determinar a potência da fonte de calor.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que a potência (
) é a taxa de transferência de energia por unidade de tempo. A fórmula básica para potência é:
onde:
-
é a potência, -
é a quantidade de calor fornecido, -
é o tempo durante o qual o calor é fornecido.
Passo 3
Precisamos calcular a quantidade total de calor (
) fornecido à água. Para isso, usamos a fórmula do calor sensível:
onde:
-
é a massa de água, -
é o calor específico da água ( ), -
é a variação de temperatura.
Passo 4
Vamos calcular
:
Passo 5
Ainda não temos a massa (
) da água, mas sabemos que a fonte fornece
por 4 minutos. Primeiro, vamos converter 4 minutos para segundos:
Passo 6
Agora, calculamos a quantidade total de calor fornecido:
Passo 7
Agora, usamos a fórmula do calor sensível para encontrar a massa (
):
Passo 8
Com a massa conhecida, podemos voltar à fórmula da potência. Mas já temos
e
:
Resposta
A potência da fonte de calor é
.