(UFMG) Os béqueres I e II, que contêm volumes diferentes de água pura, são aquecidos por fontes de calor idênticas.
a) Indique em qual dos dois béqueres a água entrará em ebulição a uma temperatura mais alta e depois JUSTIFIQUE.
b) Indique em qual dos dois béqueres a água entrará em ebulição primeiro. JUSTIFIQUE.
Alguém poderia me explicar essa relação entre o VOLUME da água e sua ebulição e de que forma essa variável altera essa propriedade física? Obrigado desde já.
a) Indique em qual dos dois béqueres a água entrará em ebulição a uma temperatura mais alta e depois JUSTIFIQUE.
b) Indique em qual dos dois béqueres a água entrará em ebulição primeiro. JUSTIFIQUE.
Alguém poderia me explicar essa relação entre o VOLUME da água e sua ebulição e de que forma essa variável altera essa propriedade física? Obrigado desde já.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos dois béqueres, o I e o II, com volumes diferentes de água pura. Ambos estão sendo aquecidos pela mesma fonte de calor. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, mais especificamente o estudo do aquecimento da água e sua ebulição. Para resolver, vamos precisar entender como o volume de água influencia a quantidade de calor necessária para atingir a ebulição e o tempo que isso leva.
Passo 2
Vamos começar pela parte a) da questão: qual dos dois béqueres vai fazer a água entrar em ebulição a uma temperatura mais alta. Na verdade, a temperatura de ebulição da água pura, sob pressão atmosférica normal, é sempre 100°C. Mas acho que o que a questão quer saber é em qual béquer a água vai atingir essa temperatura mais rapidamente.
Passo 3
Para entender isso, precisamos lembrar da fórmula do calor sensível, que é:
Onde:
- $ Q $ é o calor fornecido,
- $ m $ é a massa da água,
- $ c $ é a capacidade calorífica da água,
- $ \Delta T $ é a variação de temperatura.
Passo 4
Como os béqueres têm volumes diferentes, o béquer com menor volume de água tem menos massa ($ m
Q $) fornecida por unidade de tempo também é a mesma.
Passo 5
Então, para o mesmo $ Q $, se $ m $ é menor, o $ \Delta T $ (aumento de temperatura) será maior. Isso significa que a água no béquer com menor volume vai aquecer mais rapidamente e atingir 100°C mais rápido.
Passo 6
Agora, para a parte b) da questão: em qual béquer a água entrará em ebulição primeiro. Pelo que vimos, o béquer com menor volume de água precisa de menos calor para atingir 100°C, então ele vai ferver primeiro.
Resposta
a) A água no béquer com menor volume entra em ebulição a uma temperatura mais alta mais rapidamente, porque precisa de menos calor para atingir 100°C.
b) A água no béquer com menor volume entra em ebulição primeiro, já que requer menos tempo para receber a quantidade de calor necessária para ferver.