Um forno elétrico fornece 40 kcal a um recipiente de alumínio com massa de 1,4 kg e contendo 2,5 kg de álcool etílico. Sabendo-se que a temperatura inicial do recipiente e do álcool é de 16°C, qual será a temperatura final aproximada do conjunto, supondo que 25% do calor fornecido pelo forno seja disperso e o álcool não evapora? Dados: calor específico do alumínio = 0,22 cal/g°C; calor específico do álcool etílico = 0,58 cal/g°C.
57°C
45°C
26°C
16°C
33°C

Question

Um forno elétrico fornece 40 kcal a um recipiente de alumínio com massa de 1,4 kg e contendo 2,5 kg de álcool etílico. Sabendo-se que a temperatura...

Ed · Answer

Para resolver essa questão, precisamos calcular a quantidade de calor que realmente será utilizada para aquecer o recipiente e o álcool, considerando que 25% do calor é disperso.

1. **Calor total fornecido pelo forno**: 40 kcal.
2. **Calor efetivo utilizado**: 75% de 40 kcal = 0,75 * 40 = 30 kcal.

Agora, vamos converter as calorias para calorias em gramas, já que os dados de calor específico estão em cal/g°C:

- 30 kcal = 30.000 cal (1 kcal = 1.000 cal).

3. **Dados**:
   - Massa do alumínio (m₁) = 1,4 kg = 1400 g.
   - Calor específico do alumínio (c₁) = 0,22 cal/g°C.
   - Massa do álcool (m₂) = 2,5 kg = 2500 g.
   - Calor específico do álcool (c₂) = 0,58 cal/g°C.
   - Temperatura inicial (T₀) = 16°C.

4. **Equação de calor**:
   O calor ganho pelo alumínio e pelo álcool deve ser igual ao calor fornecido:
   $$
   Q = m₁ \cdot c₁ \cdot (T_f - T₀) + m₂ \cdot c₂ \cdot (T_f - T₀)
   $$
   Onde $T_f$ é a temperatura final.

5. **Substituindo os valores**:
   $$
   30.000 = 1400 \cdot 0,22 \cdot (T_f - 16) + 2500 \cdot 0,58 \cdot (T_f - 16)
   $$

6. **Calculando os termos**:
   - Para o alumínio: $1400 \cdot 0,22 = 308$
   - Para o álcool: $2500 \cdot 0,58 = 1450$

Assim, a equação fica:
   $$
   30.000 = 308 \cdot (T_f - 16) + 1450 \cdot (T_f - 16)
   $$
   $$
   30.000 = (308 + 1450) \cdot (T_f - 16)
   $$
   $$
   30.000 = 1758 \cdot (T_f - 16)
   $$

7. **Resolvendo para $T_f$**:
   $$
   T_f - 16 = \frac{30.000}{1758}
   $$
   $$
   T_f - 16 \approx 17,04
   $$
   $$
   T_f \approx 33,04°C
   $$

Portanto, a temperatura final aproximada do conjunto é **33°C**. A alternativa correta é: **33°C**.

Responsabilidade Ambiental

ATIVIDADE 2 - FUNDAMENTOS DA TERMODINAMICA

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Qual é a taxa de perda de energia em watts por metro quadrado através de uma janela de vidro de 3,0 mm de espessura se a temperatura externa é -22°F e a temperatura interna é +86°F? (kvidro = 1,0 W/m.K)
30kW
50kW
10kW
20kW
40kW

O calor específico do ferro é igual a 0,110 cal/g°C. Determine a temperatura final de uma massa de 400 g de ferro à temperatura de 20°C, após ter cedido 500 cal.
30,00°C
8,6°C
31,36°C
33,98°C
32,72°C

Uma fonte térmica fornece, em cada minuto, 20 calorias. Para produzir um aquecimento de 20°C para 50°C em 0,5 kg de um determinado líquido, são necessários 15 minutos. Qual o calor específico do líquido.
0,01 cal/g°C
0,12 cal/g°C
0,21 cal/g°C
0,02 cal/g°C
0,20 cal/g°C

Quantas calorias são transmitidas por metro quadrado de um cobertor de 2,5 cm de espessura, estando a pele a 33°C e o ambiente a 0°C? A condutividade térmica do cobertor é 0,08 cal/m°C.
11,65
15,29
10,56
13,80
12,05

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Quantas calorias são transmitidas por metro quadrado de um cobertor de 2,5 cm de espessura, estando a pele a 33°C e o ambiente a 0°C? A condutividade térmica do cobertor é 0,08 cal/m°C.11,6515,2910,5613,8012,05

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