Um aquecedor elétrico de potência constante P = 2.100 W foi utilizado para transferir energia para uma massa de água na forma de gelo de valor m = 200 g cuja temperatura inicial era T0 = 0 °C. Essa massa de gelo está colocada num recipiente de capacidade térmica desprezível e, por hipótese, toda a energia fornecida pelo aquecedor foi transferida sem perdas para o gelo. Os calores específicos de gelo e água líquida são cgelo = 0,5 cal/g°C e cágua = 1,0 cal/g°C e podem ser supostos constantes na faixa de temperatura considerada.
Além disso, os calores de fusão do gelo e ebulição da água são Lfusão = 80 cal/g e Lebulição = 540 cal/g. Sabe-se que o aquecedor permaneceu ligado por 40 segundos.
Considerando 1 cal = 4,2 J e que o sistema está ao nível do mar, a temperatura final Tf da massa de água após a transferência de energia é de
83% dos alunos do Fisiquei acertaram esta questão.
Tendo a potência de 2.100 W, ou seja, 2.100 joules por segundo, calcule o calor transferido após 40 segundos. Calcule o quanto desse calor é usado para derreter o gelo (calor latente) e, com a quantidade restante, qual será a variação de temperatura no aquecimento da água (calor sensível)