Question

08-(AFA-SP-015)



Em um chuveiro elétrico, submetido a uma tensão elétrica constante de 110 V, são dispostas quatro resistências ôhmicas, conforme figura abaixo.


Faz-se passar pelas resistências um fluxo de água, a uma mesma temperatura, com uma vazão constante de 1,32 litros por minuto.

Considere que a água tenha densidade de 1,0 g/cm3 e calor específico 1,0 cal/goC, que 1cal = 4J e que toda energia elétrica fornecida ao chuveiro seja convertida em calor para aquecer, homogeneamente, a água.

Nessas condições, a variação de temperatura da água, em °C, ao passar pelas resistências é

a) 25 b) 28 c) 30 d) 35

Answer 1

Boa noite Anafreitas97
primeiro vamos analisar o circuito eletrico, 2 dos 4 resistores estão em curto circuito, deixarei em anexo a baixo quais e os outros 2 que sorbarem estão em paralelo, portanto a resistencia equivalente deles serão:
$Req= \frac{R1.R2}{R1+R2}$
$Req= \frac{11.11}{11+11}$
$Req= \frac{121}{22}=5,5 ohms$
usando a formula fundamental da calorimetria
$Q=m.c. \alpha t$
considere $\alpha t$ variação de temperatura

agora encontraremos a potencia do chuveiro:
$U=R.i$
$i= \frac{U}{R}$

$P=U.i$
$P=U. \frac{U}{ R}$
$P= \frac{U ^{2} }{R}$
$P= \frac{110 ^{2} }{5,5} =2200W$
vamos encontrar agora a energia eletrica dissipada:
$P= \frac{W}{t}$
$2200= \frac{W}{60}$
$W=132000J$
Agora transformando essa energia em calorias:
$1cal=4J$
$Qcal= \frac{132000}{4} =33000cal$
agora aplicando os valores na formula da calorimetria mas tomando cuidado com alguns dados que nao estão convertidos na mesma unidade
$d= \frac{1g}{cm ^{3} } = \frac{10^{3}kg }{m ^{3} } =1 \frac{kg}{L}$
agora podemos aplicar na formula:
$Q=m.c. \alpha t$
dados:
$Q=33000cal$
$m=1.32L=1320g$
$c=1 \frac{cal}{g C}$
$\alpha t=?$
$33000=1320.1. \alpha t$
$\alpha t=25 K$
Lembrando que a ΔºK=ΔºC
portanto ΔC=25ºC
Alternativa A)
Espero ter ajudado! bons estudos