(2,00) Uma chaleira de alumínio contendo água em ebulição, a 100 oC, está sobre uma chama. O raio do fundo da chaleira é de 7,5 cm e sua expessura ...

Para determinar a temperatura do fundo da chaleira, podemos utilizar a equação da condução térmica: Q = (k * A * ΔT) / d Onde: Q é a quantidade de calor transferida k é a condutividade térmica do alumínio A é a área de contato entre o fundo da chaleira e a chama ΔT é a diferença de temperatura entre a chama e o fundo da chaleira d é a espessura do fundo da chaleira Primeiro, vamos calcular a área de contato entre o fundo da chaleira e a chama: A = π * r^2 Onde: r é o raio do fundo da chaleira A = π * (7,5 cm)^2 A = 176,71 cm^2 Agora, vamos calcular a quantidade de calor transferida: Q = (0,48 cal/(cm s oC) * 176,71 cm^2 * ΔT) / 0,2 cm Onde: ΔT é a diferença de temperatura entre a chama e o fundo da chaleira Sabemos que a chaleira vaporiza 1 litro de água em 5 minutos, o que corresponde a uma taxa de vaporização de: Taxa = 1 litro / 5 minutos Taxa = 200 ml/min Agora, vamos calcular a quantidade de calor necessária para vaporizar 200 ml de água: Q = m * L Onde: m é a massa de água L é o calor latente de vaporização da água Sabemos que o calor latente de vaporização da água a 100 oC é 540 cal/g. Portanto: Q = 200 g * 540 cal/g Q = 108000 cal Agora, igualamos as duas equações de quantidade de calor transferida: (0,48 cal/(cm s oC) * 176,71 cm^2 * ΔT) / 0,2 cm = 108000 cal Simplificando a equação: ΔT = (108000 cal * 0,2 cm) / (0,48 cal/(cm s oC) * 176,71 cm^2) Calculando o valor de ΔT: ΔT ≈ 115,38 oC Portanto, a temperatura do fundo da chaleira é de aproximadamente 115,38 oC.