Potencia para calentar taza de agua en 2 minutos

, por F_y_Q

Para calentar agua para preparar una taza de café se usa un calentador de inmersión pequeño. Queremos utilizarlo para calentar 238 mL de agua (una taza llena) de 25^oC a 85^oC en 2,00 minutos. ¿Cuál debe ser la rapidez de calentamiento del calentador, en KJ/min, para lograrlo? Omite el calor que consume la taza para calentarse. La densidad del agua es de 0,997 g/mL.


SOLUCIÓN:

En primer lugar vamos a calcular la masa de agua que vamos a calentar:
238\ mL\cdot \frac{0,997\ g}{1\ mL} = 237,7\ g\ H_2O
El calor (o energía) necesario para el calentamiento es:
Q = m\cdot c_e(H_2O)\cdot \Delta T\ \to\ Q = 237,3\ g\cdot 4,18\frac{J}{g\cdot ^oC}(85 - 25)^oC )\cdot \frac{1\ kJ}{10^3\ J} = 59,5\ kJ
Como queremos que la taza se caliente en dos minutos, la potencia requerida será:

P = \frac{Q}{t} = \frac{59,5\ kJ}{2\ min} = \bf 29,8\frac{kJ}{min}

(Al ser tres las cifras significativas de los datos, debemos redondear el resultado a tres cifras significativas).