Uma panela com um litro de água foi esquecida no fogo. Ao perceber o esquecimento, a cozinheira desligou o fogo e notou que restava na panela, exatamente, metade da quantidade de água que havia colocado. Sabendo que, no momento em que se iniciou o aquecimento, a água estava à temperatura ambiente de 25 °C, e considerando sua temperatura de vaporização 100 °C, sua densidade 1 kg/l, seu calor específico 1 cal/g °C e seu calor latente de vaporização 540 cal/g, pode-se concluir que a quantidade de calor absorvida pela água foi

Alternativa [Não especificada] - 345.000 calorias

Introdução

Este problema envolve termodinâmica e cálculo de calor sensível e calor latente. Precisamos analisar dois processos distintos que ocorreram com a água na panela.

Desenvolvimento

Etapa 1: Aquecimento da água completa

Antes de começar a ferver, toda a água precisou ser aquecida de 25°C até 100°C.

Onde:

• m = 1000\text{ g} (1 litro com densidade 1 kg/l)
• c = 1\text{ cal/g°C} (calor específico da água)
• \Delta T = 100 - 25 = 75°C

Etapa 2: Vaporização da metade da água

Quando atingiu 100°C, metade da água evaporou (500g), necessitando de calor latente.

Onde:

• m_{evap} = 500\text{ g} (metade do volume inicial)
• L = 540\text{ cal/g} (calor latente de vaporização)

Análise

Pontos importantes:

• Todo o volume inicial foi aquecido até 100°C
• Apenas metade evaporou (a outra metade permaneceu líquida)
• Não se deve calcular vaporização de 1000g (erro comum!)

Conclusão

A quantidade total de calor absorvida pela água foi de 345.000 calorias (ou 345 kcal). Este valor representa a soma do calor necessário para levar toda a água à temperatura de ebulição mais o calor necessário para vaporizar apenas a metade que desapareceu.