Flashcard FC279458
Como verificar se uma fonte térmica com potência P, atuando por tempo Δt, fornece energia suficiente para fundir uma massa m de gelo a 0 ºC, dado o calor latente L?
Termologia
CEBRASPE (CESPE) · 2019
Como verificar se uma fonte térmica com potência P, atuando por tempo Δt, fornece energia suficiente para fundir uma massa m de gelo a 0 ºC, dado o calor latente L?
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Resposta
Compare \(Q_{\text{fornecida}}=P\Delta t\) com \(Q_{\text{fusão}}=mL\); se \(P\Delta t\ge mL\) o gelo derrete totalmente.Explicação:
A potência P (em J/s) multiplicada pelo tempo Δt (s) é a energia total fornecida ao sistema: \(Q_{\text{fornecida}}=P\Delta t\).
O calor necessário para a fusão é \(Q_{\text{fusão}}=mL\).
Se \(P\Delta t>mL\) o excesso pode elevar a temperatura da água formada, mas isso não impede a fusão completa.
Exemplo:
Seja \(m=0{,}20\ \text{kg}\), \(L=334\times10^{3}\ \text{J/kg}\), \(P=50\ \text{W}\), \(t=20\ \text{min}=1200\ \text{s}\).
\(Q_{\text{fornecida}}=50\times1200=60000\ \text{J}\).
\(Q_{\text{fusão}}=0{,}20\times334000=66800\ \text{J}\).
Como \(60000<66800\), não há energia suficiente; tempo mínimo necessário: \(t=\dfrac{mL}{P}=\dfrac{66800}{50}=1336\ \text{s}\approx22{,}3\ \text{min}\).
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/278413
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