Questão

É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20 °C a 55 °C. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.

Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g-1 °C-1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?

  1. A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos.
  2. A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão.
  3. A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão.
  4. A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.
  5. A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.

Comentário da questão

Já que estamos falando de aquecimento da água, podemos dizer que esse calor é o calor sensível. A quantidade de calor necessária é:

Q=m.c.ΔΘ
Q=200.4,19.10³.35
Q=29330.10³ J

O potência elétrico do gerador é:

P=U²/R
P=110²/11
P= 1100 W

Agora que temos o valor do potência e o valor da quantidade de calor. Podemos utilizar a equação de potência que relaciona essas duas grandezas para encontrar o intervalo de tempo.

P=Q/Δt
1100=29330.10³/Δt
Δt=26663 s
ou
Δt=7,4h

Já que o gerador consome 1 L de gasolina por hora. Podemos dizer que o consumo será na ordem de 7 L.

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Gabarito da questão

Opção D

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Assunto

Calorimetria

Eletrodinâmica