Um Watt é a potência necessária para transferir a energia de um joule em um segundo. Uma caloria é a quantidade aproximada de energia necessária para elevar em
a temperatura de 1 g de água. Um aquecedor elétrico de potência de 1500 W e capacidade de 135 litros está totalmente cheio com água à temperatura ambiente
. Quanto tempo o aquecedor gasta para elevar a temperatura dessa água a
? Resposta:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um aquecedor elétrico de 1500 W que está enchendo 135 litros de água a 20°C e quer saber quanto tempo ele leva para esquentar essa água até 60°C. Para resolver isso, vamos usar conceitos de energia, potência e calor específico da água.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender quanto de energia é necessário para aquecer a água. A fórmula que vamos usar é:
Onde:
-
é a energia em joules, -
é a massa da água em gramas, -
é o calor específico da água (aproximadamente ), -
é a variação de temperatura.
Passo 3
Vamos calcular a massa da água. Sabemos que a densidade da água é
, então 135 litros de água correspondem a 135 kg. Convertendo para gramas:
Passo 4
Agora, vamos calcular a variação de temperatura:
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula da energia:
Passo 6
Sabemos que potência (
) é energia dividida pelo tempo:
Queremos encontrar o tempo (
), então rearranjamos a fórmula:
Passo 7
Substituindo os valores:
Passo 8
Convertendo segundos para horas:
Resposta
O aquecedor leva aproximadamente 4 horas para elevar a temperatura da água de 20°C para 60°C.
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e
para pontos de fusão e ebulição da água, respectivamente, onde Nal é a medida de temperatura da escala Naldo. Determine:
a. A relação matemática que relaciona as medidas de temperatura na escala Naldo com as medidas de temperatura na escala Celsius, Fahrenheit e Kelvin;
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b. A temperatura coincidente na escala Naldo e Celsius, se existir;
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