— Liguei o cooktop por indução no máximo só para “adiantar” e esqueci a frigideira vazia — disse um morador…

Questão

— Liguei o cooktop por indução no máximo só para “adiantar” e esqueci a frigideira vazia — disse um morador, após sentir irritação nos olhos e na garganta. Um manual de segurança (informações ilustrativas) alerta que frigideiras com revestimento antiaderente polimérico podem liberar fumos irritantes quando o revestimento é aquecido acima de 260 °C, enquanto o uso do cooktop reduz a emissão de poluentes da queima de gás. Para estimar o risco, considere que a frigideira tem massa 0,80 kg, é predominantemente de alumínio (calor específico 900 J/kgK) e estava a 25 °C. O cooktop opera a 2,0 kW, mas apenas 70% dessa potência é efetivamente absorvida pela frigideira. Despreze perdas de calor para o ambiente durante o aquecimento inicial e suponha temperatura uniforme. Analise os dados do texto e estime o tempo de aquecimento, na potência máxima, para a frigideira vazia atingir 260 °C, a partir do qual aumenta o risco associado ao material do revestimento.

1. A) Cerca de 2,0 min de aquecimento, pois a energia necessária é da ordem de 1,7 x 10^5 J
2. B) Cerca de 1,0 min de aquecimento, pois a energia necessária é menor que 1,0 x 10^5 J
3. C) Cerca de 4,0 min de aquecimento, pois é necessário usar a potência total de 2,0 kW
4. D) Cerca de 3,0 min de aquecimento, pois a potência absorvida deve ser tomada como 1,0 kW
5. E) Cerca de 6,0 min de aquecimento, pois o calor específico do alumínio é 9000 J/kgK

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Massa m = 0,80 kg, calor específico do alumínio c = 900 J/(kg.K), temperatura inicial 25 °C, temperatura final 260 °C e potência do cooktop 2,0 kW, dos quais apenas 70% são absorvidos pela frigideira. Passo 2: Calcule a variação de temperatura: ΔT = 260 - 25 = 235 °C (equivalente a 235 K). Passo 3: Calcule a energia necessária: Q = m x c x ΔT = 0,80 x 900 x 235 = 169200 J, ou seja, cerca de 1,7 x 10^5 J. Passo 4: Calcule a potência efetivamente absorvida: P = 0,70 x 2000 W = 1400 W. Passo 5: Calcule o tempo: t = Q / P = 169200 / 1400 = 120,9 s, que equivale a cerca de 2,0 min. Passo 6: Conclusão: a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B subestima a energia, que é de cerca de 1,7 x 10^5 J e não menor que 1,0 x 10^5 J; C usa a potência total de 2,0 kW, desconsiderando os 70% absorvidos, e daria cerca de 1,4 min, não 4,0 min; D considera apenas 1,0 kW absorvidos, quando o texto informa 70% de 2,0 kW (1,4 kW), resultando em cerca de 2,8 min; E usa calor específico 9000 J/(kg.K), dez vezes maior que o dado, o que levaria a cerca de 20 min.

💡 Dica: Calcule a energia necessária para aquecer a frigideira e divida pela potência absorvida para encontrar o tempo.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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