No nordeste do Brasil, as condições de insolação favorecem o uso do fogão solar, cujo funcionamento é baseado na concentração de energia por meio de espelhos. A água absorve
calorias por minuto quando aquecida num determinado tipo de fogão solar. Determine o tempo necessário para aquecer 4 kg de água de
a
.
Passo 1
Vamos resumir o problema: Precisamos descobrir quanto tempo leva para aquecer 4 kg de água de
a
usando um fogão solar que fornece
calorias por minuto. O conteúdo envolvido aqui é termodinâmica, mais especificamente o estudo de calorimetria, que nos ajuda a calcular a quantidade de energia necessária para aquecer uma substância. Para resolver isso, vamos precisar da fórmula do calor sensível.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
-
Massa da água (
): 4 kg. Como a capacidade térmica geralmente usa gramas, vamos converter para gramas: . -
Variação de temperatura (
): . -
Capacidade térmica da água (
): Cerca de . Isso significa que para cada grama de água, são necessárias 1 caloria para aumentar a temperatura em 1 grau Celsius.
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de calor (
) necessária usando a fórmula:
Substituindo os valores que temos:
Passo 4
Sabemos que o fogão solar fornece
calorias por minuto. Para encontrar o tempo necessário (
), vamos dividir a quantidade total de calor pelo poder calorífico do fogão:
Resposta
O tempo necessário para aquecer 4 kg de água de
a
é de 10 minutos.