1) A temperatura final atingida foi de 90º C, alternativa b.
2) A potência dessa fonte é de 40 W, alternativa e.
A potência de uma fonte térmica expressa em Watt (W), expressa que ela fornece 400 Joule por segundo (J/s)
O tempo dado foi de 2 minutos, correspondendo a 120 s.
O calor fornecido será de :
[tex]400 \dfrac{J}{s} \cdot 120 \ s = 48000 J[/tex]
Tem-se que 1 cal = 4 J, o calor em calorias será de
[tex]Q = \dfrac{48000}{4} \\\\\boxed{ Q = 12000 \ cal}[/tex]
Utilizando a equação da calorimetria
[tex]\boxed{Q = m \cdot c \ (T_f-T_i)}[/tex]
Q é a quantidade de calor (12000 cal);
m é a massa (200 g);
c é o calor especifico do água (1,0 cal/g°C);
[tex]\bf{T_f}[/tex] é a temperatura final ( ? º C);
[tex]\bf{T_i}[/tex] é a temperatura inicial (-5 º C);
Calculando:
[tex]12000= 200 \cdot 1 (T_f- 30)\\\\12000 = 200 \cdot T_f - 6000\\\\12000+6000 = 200\ cdot T_f\\\\18000 = 200 \cdot T_f\\\\200 \cdot T_f = 18000\\\\T_f= \dfrac{18000}{200}\\\\\boxed{T_f= 90 \° \ C }[/tex]
2) A potência é a razão entre o trabalho (calor) (dada em Joule - J) pelo tempo (em segundos (s).
Dado: 1 cal = 4J e 1 min = 60 s.
[tex]P = \dfrac{Q}{t} \\\\P = \dfrac{600 \cdot 4}{60 \ s } \\\\P = \dfrac{2400 \ J}{60 \ s} \\\\\boxed{ P = 40 \ W}[/tex]
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