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Para preparar uma sopa instantânea, uma pessoa aquece em um forno micro-ondas 500 g de água em uma tigela de vidro de 300 g. A temperatura inicial da tigela e da água era de 6 °C. Com o forno de micro-ondas funcionando a uma potência de 800 W, a tigela e a água atingiram a temperatura de 40 °C em 2,5 min. Considere que os calores específicos do vidro e da sopa são, respectivamente, 0,2cal g C e 1,0cal g C, e que 1 cal = 4,2 J. Que percentual aproximado da potência usada pelo micro-ondas é efetivamente convertido em calor para o aquecimento?
a) 11,8% b) 45,0% c) 57,1% d) 66,7% e) 78,4%.
a) 11,8%
b) 45,0%
c) 57,1%
d) 66,7%
e) 78,4%
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Questões para Estudantes

anteontem

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Para calcular o percentual da potência usada pelo micro-ondas que é efetivamente convertida em calor para o aquecimento, precisamos primeiro determinar a quantidade de calor necessária para aquecer a água e a tigela. 1. Cálculo do calor necessário para a água: - Massa da água (m₁) = 500 g - Calor específico da água (c₁) = 1 cal/g°C = 4,2 J/g°C - Variação de temperatura (ΔT₁) = 40°C - 6°C = 34°C \( Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 \) \( Q_1 = 500 \, g \cdot 4,2 \, J/g°C \cdot 34°C \) \( Q_1 = 500 \cdot 4,2 \cdot 34 = 71400 \, J \) 2. Cálculo do calor necessário para a tigela: - Massa da tigela (m₂) = 300 g - Calor específico do vidro (c₂) = 0,2 cal/g°C = 0,84 J/g°C - Variação de temperatura (ΔT₂) = 40°C - 6°C = 34°C \( Q_2 = m_2 \cdot c_2 \cdot \Delta T_2 \) \( Q_2 = 300 \, g \cdot 0,84 \, J/g°C \cdot 34°C \) \( Q_2 = 300 \cdot 0,84 \cdot 34 = 8556 \, J \) 3. Calor total necessário: \( Q_{total} = Q_1 + Q_2 \) \( Q_{total} = 71400 \, J + 8556 \, J = 79956 \, J \) 4. Cálculo da energia total fornecida pelo micro-ondas: - Potência do micro-ondas = 800 W = 800 J/s - Tempo = 2,5 min = 150 s \( E_{total} = Potência \cdot Tempo \) \( E_{total} = 800 \, J/s \cdot 150 \, s = 120000 \, J \) 5. Cálculo do percentual de energia convertida em calor: \( \text{Percentual} = \left( \frac{Q_{total}}{E_{total}} \right) \cdot 100 \) \( \text{Percentual} = \left( \frac{79956}{120000} \right) \cdot 100 \approx 66,6\% \) Portanto, o percentual aproximado da potência usada pelo micro-ondas que é efetivamente convertido em calor para o aquecimento é: d) 66,7%.

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