A figura a seguir mostra a temperatura da tigela de uma panela de arroz elétrica em função do tempo de cozimento.
Ligando-se a panela, uma resistência elétrica aumenta a temperatura da tigela contendo arroz e água até que a água entre em ebulição. Depois que toda a água é consumida — por evaporação e por absorção pelo arroz —, a temperatura da tigela volta a subir, o que é detectado por um sensor, e a panela é então desligada. A potência elétrica dissipada pela resistência elétrica, na forma de calor, é \(P = 400\) W, constante durante todo o cozimento. Quanto vale a energia elétrica dissipada desde o início do processo até que toda a água seja consumida?
\(13{,}3\) kJ.
\(240\) kJ.
\(720\) kJ.
\(2000\) kJ.
Resolução
No gráfico, a temperatura chega a 100 °C aos 10 minutos e permanece nesse valor até os 30 minutos, enquanto a água está em ebulição. Nesse intervalo, a resistência continua fornecendo energia, mas a vaporização da água permite que a temperatura permaneça constante.
Aos 30 minutos, a temperatura começa a subir novamente. Segundo o enunciado, isso indica que toda a água foi consumida. Portanto, devemos considerar os 30 minutos desde o início do processo, e não apenas o tempo de ebulição.
Como a potência é constante, usamos a relação: energia elétrica dissipada = potência × tempo. O watt equivale a joule por segundo, então precisamos converter o tempo para segundos: 30 × 60 = 1.800 s.
Assim, a energia dissipada é 400 × 1.800 = 720.000 J. Como 1 kJ = 1.000 J, temos 720.000 / 1.000 = 720 kJ.