A figura abaixo mostra o circuito elétrico simplificado de um aquecedor de água caseiro. Nesse circuito há uma fonte com força eletromotriz ɛ e dois resistores R1 e R2 que ficam completamente mergulhados na água. Considere que nessa montagem foram utilizados resistores com resistências R1 = R e R2 = 3R. Suponha que a quantidade de água a ser aquecida tenha massa m, calor específico c e esteja a uma temperatura inicial T0. Deseja-se que a água seja aquecida a uma temperatura final T. Considere que a eficiência do aquecedor seja de 40%, ou seja, apenas 40% da potência fornecida a ele transforma-se em fluxo de calor transferido para a água. Determine qual o intervalo de tempo ∆t em que esse aquecedor deve permanecer ligado.
Soluções para a tarefa
E=p.t
P=E/R²
P1=E²/R²
P2=E²/(3R)²=E²/9R²
P=P1+P2=(10/9).(E²/R²)
Energia=P.t=(10/9).(E²/R²).t
calor
40%energia=Q
Q=m.c.T
0,4.(10/9).(E²/R²).t=m..c.T
(4/9).(E²/R²).t=m.c.T
t=(m.c.T)/(4/9).(E²/R²