questao olimpiada de fisica . URGEEEEENTE?
qual o rendimento calorifico de um fogao que fornece 250 cal/s e leva 5 minutos para fazer uma vasilha de aluminio de 200 g de massa contendo 749 g de agua, ambos a 25ºC, atingir a temperatura de 100ºC ? ( c da vasilha = 0,255 cal/g.ºC ; c agua = 1,0 cal/g.ºC )
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A quantidade de calor Q necessária para elevar de Δθ a temperatura de uma vasilha de massa m1, feita de uma material de calor específico c1, com um conteúdo de massa m2 e calor específico c2 é:
Q = m1.c1.Δθ + m2.c2.Δθ
Q = [m1.c1 + m2.c2].Δθ
Substituindo os dados:
Q = [(200).0,255) + (749).(1,0)].(100 - 25)
Q = [51 + 749].75
Q = 60000
Esse calor é o calor útil, isto é, aquele que é usado para elevar a temperatura do alumínio e da água:
Qu = 60000 (I)
Se o fogão fornece 250 cal em cada segundo, em 300 segundos (5 minutos) fornecerá 75000 cal. Esse calor é o calor fornecido Qf:
Qf = 75000 cal (II)
O rendimento η é igual ao calor útil dividido pelo calor fornecido:
η = Qu/Qf = 60000/75000 = 60/75 = 4/5 = 80 %.