Ano 2020#physics

Sobre o tema

A vaporização da água é um processo endotérmico que requer energia na forma de calor latente. Em equipamentos como vaporizadores de roupa, a energia elétrica é convertida em calor para aquecer e vaporizar a água. O entendimento da eficiência energética nesses dispositivos envolve conceitos de potência elétrica, calor latente e conservação de energia. Calcular a proporção da energia total usada exclusivamente para a vaporização, após a água atingir a ebulição, é uma aplicação prática da termodinâmica, relacionando grandezas como potência, tempo, massa e entalpia de vaporização.

Tópicos relacionados

  • Eficiência energética em aquecedores
  • Calor latente de vaporização da água
  • Potência elétrica e energia consumida
  • Cálculo de rendimento em processos térmicos
  • Transformação de energia elétrica em calor

Enunciado

Note e Adote: Entalpia de vaporização da água a 100 °C = 40 kJ/mol;
Massa molar da água = 18 g/mol, Densidade da água = 1 g/mL.
Equipamentos domésticos chamados de vaporizadores para
roupa utilizam o vapor de água gerado por um sistema de
resistências elétricas a partir de água líquida. Um equipamento
com potência nominal de 1.600 W foi utilizado para passar
roupas por 20 minutos, consumindo 540 mL de água. Em relação
ao gasto total de energia do equipamento, o gasto de energia
utilizado apenas para vaporizar a água, após ela já ter atingido a
temperatura de ebulição, equivale a, aproximadamente,

Alternativas

  • A)

    0,04%.

  • B)

    0,062%.

  • C)

    4,6%.

  • D)

    40%.

  • E)

    62%.

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Perguntas frequentes

Como calcular a energia necessária para vaporizar uma massa de água?

Multiplica-se o número de mols de água pela entalpia molar de vaporização (40 kJ/mol para água a 100°C). O número de mols é obtido dividindo a massa pela massa molar (18 g/mol).

O que é potência nominal de um equipamento?

É a potência elétrica máxima que o dispositivo consome em condições normais de operação, expressa em watts (W). Permite calcular a energia total consumida em um intervalo de tempo: E = P × t.

Qual a diferença entre calor sensível e calor latente?

Calor sensível é a energia trocada que provoca variação de temperatura sem mudança de fase. Calor latente é a energia trocada durante uma mudança de fase (como vaporização) a temperatura constante.

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