22 - Um aquecedor utiliza uma resistência elétrica de 20 íl. Esse aquecedor é imerso em l litro de água a 10
°C e ligado a uma tomada, sendo percorrido por uma corrente de 10 A. Calcule em quanto tempo a
temperatura da água atinge 60 °C. (Dados: calor específico da água = 1 cal/g • °C; 1 cal = 4,2 J )
Soluções para a tarefa
Q= m.c.ΔT
Q= 1000.1.50
Q= 5.10^4 cal = 21.10^4 J
Calcula-se a potência do aquecedor utilizando R e i, pela seguinte relação :
P = R.i²
P = 20.10²
P = 2000W ou 2000 J/s
Sendo potência :
P = Q/t
Substituindo :
2000 = 210000/t
t= 105 s ou seja, 1 min e 45s
Espero ter ajudado ;)
Com base nos conceitos de calorimetria e com base na Lei da Conservação de Energia , podemos notar que o calor cedido pela resistência elétrica e utilizado para aquecer a água. Isso significa que basta igualarmos a potência elétrica dissipada ao calor transferido para que a água esquente até 60ºC para obtermos o tempo necessário para aquecer a água. Igualando-os, o tempo necessário para aumentar a temperatura da água de 10ºC a 60ºC será de 105 segundos.
Como converter potência elétrica em calor?
O calor é uma energia e a potência é uma energia transferida em um determinado intervalo de tempo, logo podemos afirmar que:
Potência = Calor / Tempo
A unidade da potência no Sistema Internacional é Watts ou Joules/s, enquanto que a unidade do calor (energia) no Sistema Internacional é Joules.
A potência elétrica (P) pode ser estimada pela expressão:
P = R I²
No qual: R é a resistência elétrica e I é a corrente elétrica.
Logo: P = 20 x 10² = 2000 W ou 2000 J/s
O calor necessário para aquecer uma substância é dado por:
Q = m x C x (Tf - Ti)
Sendo: Q a quantidade de calor necessária, m a massa do corpo, C o calor específico da substância, Tf a temperatura final e Ti a temperatura inicial da substância.
Com isso:
Q = 1000 g x 4,2 J/gºC x (60-10)ºC = 210.000 J
Assim, o tempo necessário para aquecer a água será:
Potência = Calor / Tempo => Tempo = Calor / Potência
Tempo = 210.000 J / 2000 J/s = 105 s
Para mais exercícios sobre calorimetria acesse: https://brainly.com.br/tarefa/26410045
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