Questão 993a3dc4-bc
Prova:ENEM 2009
Disciplina:Química
Assunto:Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.
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?
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?
A
A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos.
B
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão.
C
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão.
D
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.
E
A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.
Gabarito comentado
Talita Goulart Graduação e Mestrado em Engenharia Química pela UFRRJ, Doutoranda em Engenharia Química pela COPPE/UFRJ, Professora de Química.
Esta questão envolve conceitos relacionados à calorimetria e para resolvê-la é preciso calcular o calor envolvido no aquecimento da água e a potência do gerador. Sendo assim, observemos os dados e a resolução da questão:
Dados:
c = 4,19 J g-1 °C-1;
U = 110 V;
∆T = 55 - 20 = 35 °C;
densidade da água = 1 g/mL;
Volume de água = 200 L = 200 ∙ 103 mL;
Dados:
c = 4,19 J g-1 °C-1;
U = 110 V;
∆T = 55 - 20 = 35 °C;
densidade da água = 1 g/mL;
Volume de água = 200 L = 200 ∙ 103 mL;
Resolução:
1) Primeiramente é necessário calcular o calor envolvido no aquecimento da água. Como a água está recebendo calor mas não está havendo mudança de estado, esse calor (Q) pode ser definido como calor sensível, que pode ser obtido pela seguinte fórmula:
Q = c ∙ m ∙ ∆T
Em que c é o calor específico da água, m a massa e ∆T a variação de temperatura.
Desta forma, obtemos o valor de Q substituindo os valores, mas, primeiramente, é preciso saber a massa de água:
Como a densidade da água é igual a 1 g/mL e ela pode ser definida como massa sobre volume, podemos obter a massa utilizando o volume:
densidade = m/V
1 = m/(200 ∙ 103)
m = 200 ∙ 103 g
Assim, podemos substituir os dados:
Q = 4,19 ∙ 200 ∙ 103 ∙ 35 = 29330 ∙ 103 J
2) É preciso, também, calcular a potência (P) do gerador, pois a mesma quantidade de calor também pode ser gerada pelo gerador nas condições especificadas. A potência pode ser definida como:
Q = c ∙ m ∙ ∆T
Em que c é o calor específico da água, m a massa e ∆T a variação de temperatura.
Desta forma, obtemos o valor de Q substituindo os valores, mas, primeiramente, é preciso saber a massa de água:
Como a densidade da água é igual a 1 g/mL e ela pode ser definida como massa sobre volume, podemos obter a massa utilizando o volume:
densidade = m/V
1 = m/(200 ∙ 103)
m = 200 ∙ 103 g
Assim, podemos substituir os dados:
Q = 4,19 ∙ 200 ∙ 103 ∙ 35 = 29330 ∙ 103 J
2) É preciso, também, calcular a potência (P) do gerador, pois a mesma quantidade de calor também pode ser gerada pelo gerador nas condições especificadas. A potência pode ser definida como:
P = U2/R
Em que U é a diferença de potencial e R a resistência.
Dessa maneira:
P = 1102/11 = 1100 W
P = 1102/11 = 1100 W
3) Com o valor da potência, podemos relacioná-la ao calor através da fórmula abaixo:
P = Q/∆t
Em que ∆t é o intervalo de tempo.
Substituindo os valores obtemos que:Em que ∆t é o intervalo de tempo.
1100 = 29330 ∙ 103/∆t
∆t = 29330 ∙ 103/1100 = 26663 s = 29330/3600 = 7,4 h
∆t = 29330 ∙ 103/1100 = 26663 s = 29330/3600 = 7,4 h
Como o gerador consome 1 L de gasolina por hora, em 7,4 h, são consumidos, aproximadamente, 7 litros de gasolina. Portanto, podemos observar que a quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.
Gabarito do Professor: Letra D.
Gabarito do Professor: Letra D.
