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Questão FC714564

Para aquecer um pouco de água, uma pessoa, em uma cidade no nível do mar, coloca 0,2 kg de água a 20 ºC em uma xícara dentro de um forno de micro-ondas de 1 200 W de potência e pro

Ondas

VUNESP · 2025

Para aquecer um pouco de água, uma pessoa, em uma cidade no nível do mar, coloca 0,2 kg de água a 20 ºC em uma xícara dentro de um forno de micro-ondas de 1 200 W de potência e programa o forno para o tempo de um minuto e quarenta segundos. Adotando o valor de 4 × 103 J/(kg · ºC) para o calor específico da água e considerando que apenas 50% da energia elétrica consumida por esse forno são utilizados para aquecer a água, ao final do tempo programado a água na xícara terá atingido a temperatura de

  1. 95 ºC e não terá sido iniciada a vaporização.
  2. 100 ºC e terá sido iniciada a vaporização.
  3. 85 ºC e não terá sido iniciada a vaporização.
  4. 100 ºC e não terá sido iniciada a vaporização.
  5. 90 ºC e não terá sido iniciada a vaporização.
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Gabarito

A

Comentário do professor

Calcule a energia disponível: potência \(P=1200\ \text{W}\) e tempo \(t=1\ \text{min}\ 40\ \text{s}=100\ \text{s}\), logo \(E_{\text{el}}=Pt=1200\times100=1{,}2\times10^{5}\ \text{J}\). Como só 50% aquece a água, \(Q=0{,}5E_{\text{el}}=6{,}0\times10^{4}\ \text{J}\).

Usando \(Q=mc\Delta T\) com \(m=0{,}2\ \text{kg}\) e \(c=4\times10^{3}\ \text{J/(kg·ºC)}\), temos \(\Delta T=\dfrac{Q}{mc}=\dfrac{6{,}0\times10^{4}}{0{,}2\cdot4\times10^{3}}=75\ ^\circ\text{C}\). Assim a temperatura final é \(T_f=20+75=95\ ^\circ\text{C}\).

Como a ebulição da água ao nível do mar ocorre a \(100\ ^\circ\text{C}\), a água não atinge o ponto de vaporização. Para chegar a \(100\ ^\circ\text{C}\) seriam necessários \(Q_{100}=0{,}2\cdot4\times10^{3}\cdot80=6{,}4\times10^{4}\ \text{J}\), ou seja, \(4{,}0\times10^{3}\ \text{J}\) a mais do que o disponível.

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