Question

A resistência de um ebulidor elétrico é de 12 Ω. Esse ebulidor é mergulhado em um recipiente contendo 4,8 L de água a 20 °C e ligado a uma tomada de 120 V. Supondo que 75% do calor gerado por efeito Joule seja absorvido pelo líquido, calcule o tempo necessário para que esse volume de água atinja a temperatura de 60 °C.

Considere 1 cal = 4 J e o calor específico da água igual a 1 cal/g °C.


A.
13 min 20 s.


B.
6 min 40 s.


C.
20 min.


D.
10 min 40 s.


E.
10 min.

Answer 1

O tempo necessário para que esse volume de água atinja a temperatura de 60 °C equivale à 10 minutos e 40 segundos.

Letra D

Potência Elétrica

Um volume de 4,8 litros de água deverá receber calor suficiente para que sua temperatura varie de 20°C até 60°C.

Para determinar o tempo necessário para que o volume de água sofra essa variação de temperatura, devemos seguir os passos abaixo-

• Calcular a massa de água correspondente a 4,8 litros.
• Calcular o calor sensível que provoca essa variação de temperatura.
• Converter a unidade da energia térmica de Cal para Joules.
• Calcular em quanto tempo o ebulidor fornecerá essa quantidade de calor.

Calculando a massa de água-

d = m/V

1000 = m/4,8

m = 4800 gramas

Calculando a quantidade de calor-

Q = m.c.ΔT

Q = 4800. 1. (60 - 20)

Q = 4800. 40

Q = 192.000 Cal

Convertendo a unidade de Calorias para Joules-

1 Cal -------------------- 4 Joules

192.000 Cal --------- Q

Q = 768.000 Joules

Calculando o tempo necessário para que o ebulidor elétrico forneça essa quantidade de calor-

P = Q/Δt

U²/R = Q/Δt

120²/12 = 768.000/Δt

Δt = 768.000/1200

Δt = 640 segundos

Δt = 10 minutos e 40 segundos

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