Efeito Leidenfrost. Quando se deixa cair uma gota d’água em uma frigideira cuja temperatura está entre e , a gota dura menos de . Entretanto, se a temperatura da frigideira é maior, a gota pode durar vários minutos, um efeito que recebeu o nome de um médico alemão que foi um dos primeiros a investigar o fenômeno. O efeito se deve à formação de uma fina camada de ar e vapor d’água que separa a gota do metal (Figura). Suponha que a distância entre a gota e a frigideira é e que a gota tem a forma de um cilindro de altura e área da base . Suponha também que a frigideira é mantida a uma temperatura constante e que a temperatura da gota é . A massa específica da água é e a condutividade térmica da camada que separa a gota da frigideira é . (a) Com que taxa a energia é conduzida da frigideira para a gota? (b) Se a condução é a principal forma de transmissão de energia da frigideira para a gota, quanto tempo a gota leva para evaporar?

(b) Quando ele diz que a condução é a “principal forma” de transporte de energia entre a frigideira e a gota, quer dizer que a gente pode ignorar as outras formas com que a energia é transmitida ali.

Então tá, o que tem que acontecer pra gota evaporar? Como ela já está a , agora só precisamos fornecer o calor de vaporização!

O valor do para água é tabelado e conhecido:

Falta calcular a massa! Vamos usar a densidade e o volume (já que a gota é um cilindro nesse caso)

Substituindo as informações das na questão, e lembrando de converter para :

Então:

Beleza, agora é só descobrir quanto tempo demora pra gota receber essa energia.

Bom, a taxa que a gente calculou na letra (a) dizia o seguinte:

Ou seja, a gota recebe Joules de energia a cada segundo!

Para sabermos quanto tempo ela demora para evaporar vamos fazer uma regra de três

Essa regra de três está dizendo o que? Se a gota recebe a cada segundo, quando tempo ela vai levar para receber , que é a energia necessária para ela evaporar.

Resolvendo a regra de três:

Resolvido!