A MENTE QUE SE ABRE A UMA NOVA IDEIA JAMAIS VOLTARÁ AO SEU TAMANHO ORIGINAL.
Albert Einstein

quarta-feira, 12 de março de 2014

Desafio do Mestre Nicolau

Quarta-feira de cinzas 

Borges e Nicolau
Segundo a tradição cristã hoje é um dia propício à reflexão sobre os grandes mistérios da vida. Os editores do Blog concordam. Pensando em ajudá-lo na árdua tarefa reflexiva foi preparado um exercício especial abordando os excessos carnavalescos e o consumo de energia que isso acarreta. Avante!


Resolva o exercício

O gasto energético para quem pula no carnaval varia de 300 kcal a 800 kcal por hora. Imagine que o gasto energético de uma folião, acompanhando um trio elétrico seja, em média, de 540 kcal/h.


a) Calcule a potência média correspondente.
b) Uma  massa de 10 kg de água, inicialmente a 20 °C, recebe 540 kcal de uma fonte térmica. Qual é a temperatura final que a água atinge?
c) Qual seria a resposta do item anterior se em vez de 10 kg de água tivéssemos 1,0xkg?
 

Dados: 
1 cal = 4 J; 
calor específico da água: c = 1,0 cal/(g.°C); 
Calor latente de vaporização da água: Lv = 540 cal/g.

Resolução:

a) Pot = Q/Δt = 540.103.4J/3600s = 600J/s => Pot = 600 W
b) Q = m.c.
Δθ => 540.103 = 10.103.1,0.(θf - 20=>  θf = 74 °C
c) Quantidade de calor necessária para aquecer 1,0 kg de água 
de 20 °C a 100 °C:
Q1 = m.c.Δθ => Q1 = 1,0.103.1,0.80 => Q1 = 8,0.103 cal = 8,0 kcal
Quantidade de calor necessária para vaporizar 1,0 kg de água
Q2 = m.Lv => Q2 = 1,0.103.540 => Q2 = 540.103 cal = 540 kcal
Sendo Q1 + Q2 = 548 kcal, concluímos que com a quantidade de calor 540 kcal podemos aquecer a água de 20 °C a 100 °C e vaporizar parte da água. 

Assim, no final temos água a 100 °C.

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