Física · calorimetria · potência e energia
Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-íris, a temperatura da água fora da faixa ideal (26 °C a 28 °C), bem como sua variação brusca, pode afetar a saúde do animal. Para manter a temperatura da água dentro do aquário na média desejada, utilizam- se dispositivos de aquecimento com termostato. Por exemplo, para um aquário de 50 L, pode-se utilizar um sistema de aquecimento de 50 W otimizado para suprir sua taxa de resfriamento. Essa taxa pode ser considerada praticamente constante, já que a temperatura externa ao aquário é mantida pelas estufas. Utilize para a água o calor específico 4,0 kJ kg−¹ K−¹ e a densidade 1 kg L−¹.
Se o sistema de aquecimento for desligado por 1 h, qual o valor mais próximo para a redução da temperatura da água do aquário?
4,0 °C
3,6 °C
0,9 °C
0,6 °C
0,3 °C
O aquecedor de 50 W repõe o que a água perde. Desligado 1 h, a perda é de 180 kJ, e em 50 kg de água isso dá 0,9 °C.
Por que a C é a certa
O aquecedor de 50 W supre exatamente a perda de calor do aquário, e essa taxa é constante. Desligado, o aquário perde 50 J por segundo. Em 1 hora, 3 600 s, são 180 000 J. Os 50 L de água têm 50 kg. Com Q = m · c · ΔT: 180 kJ = 50 kg × 4,0 kJ/(kg·K) × ΔT, logo ΔT = 0,9 °C. Variação em kelvin é igual à variação em grau Celsius.
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