Considere um hectare de Cerrado em chamas, com uma temperatu...

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Q1949856 Física
Considere um hectare de Cerrado em chamas, com uma temperatura média de 650 ºC, contendo 20 toneladas de matéria vegetal. Considere, também, que a massa vegetal tenha um calor específico de 1,5 kJ/kg ºC e que o calor latente da água é 2200 kJ/kg. Considerando, ainda, que, para apagar o fogo, deve-se injetar água suficiente para que o calor de vaporização abaixe a temperatura da vegetação em chamas até 50 ºC, assinale o valor que mais se aproxime da quantidade de água, em litros, necessária.
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Precisamos reduzir a temperatura da matéria vegetal de 650 ºC até 50 ºC. Pensando apenas na variação de temperatura, temos aqui calor sensível. Logo:

Q = c * m * DT

c: calor específico

m: massa (20.000 kg = 20 * 10^3 kg)

DT: variação de temperatura

Q = 1,5 * 20 * 10^3 * (50 - 650) = - 18 * 10^6 kJ (essa é a quantidade de calor que precisa ser removida, pois Q<0 indica que calor é retirado do sistema)

Aplicando a equação do calor latente, podemos calcular a massa de água necessária para fornecer 18 * 10^6 kJ de energia à matéria vegetal:

Q = m * L

L: calor latente

m = (18 * 10^6) / (22 * 10^2) = 8.180 kg de água

d = m / V

sendo a densidade da água igual a 1.000 kg/m3:

V = 8.180 / 1000 = 8,18 m3 = 8.180 L

Dados: Convertendo para as unidades de medida que usaremos nas fórmulas.

Variação de temperatura = 600ºC

Massa = 20 toneladas = 20000 kg

Calor específico = 1.5 kj/kg.C = 1500 J/kg

Calor latente (L) = 2200 KJ/KJ = 2200000 J/KG

Massa água em Litros?

Q=m.c.T

Q=20000x1500x600

Q=18x10^9

Q=m.L

18.10^9 = mx22.10^5

m=0,8.10^4

m=8000 kg == 8000 Litros

Letra B.

Forma de raciocínio sem usar fórmulas:

Se para reduzir 1°C em um kg de massa vegetal são necessários 1,5kj, logo, para reduzir 600°C, são necessários 900kj para reduzir um kg de massa vegetal para 50°C. (Já que a temperatura inicial é 650°C e a final deve ser 50°C)

Porém, são 20 mil quilos de massa vegetal, logo, são necessários 900kj . 20.000kg = 18 milhões de kj para reduzir 600°C nessa massa.

O calor latente da água é 2200kj/kg, ou seja, são necessários 2200kj em um litro d'água para mudá-la de fase (Pois 1kg d'água é 1 litro).

Então, é só dividir 18 milhões por 2200, simplifica, e fica algo em torno de 8181,81818...

Como a questão pede o valor aproximado, 8000 é o mais próximo disto.

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