Question

Em um recipiente fechado e isolante, há 1000g de água e um ebulidor, cujo resistor tem resistência elétrica...?
... 8,0 Ω quando ligado. Sabendo-se que ele ficou ligado 210 segundos, que a temperatura da água elevou-se 40ºC e considerando o calor específico da água 1,0 cal/g°C e 1,0 cal = 4,2 J, determine:
a) a quantidade de nergia absorvida pela água em calorias , na forma de calor;
b) a quantidade de energia absorvida pela água em joules;
c) a potência dissipada pelo resistor;
d) a corrente elétrica no resistor.

Answer 1

Resposta:

a)Q=40000cal

b)Q=168000J

c)P=800W

d)i=10A

Explicação:

Utilizando calorimetria, para encontrarmos a quantidade de calor sensível absorvida pela água:

$Q=m.c.(T-T*)$, onde m é a massa da água, c é o calor específico da aguá, (T-T*) é a variação da temperatura da água e Q é a quantidade de calor absorvida pela água. Substituindo os os dados na equação:

$Q=(1000g)(1,0 cal/g°C)(40ºC)=40000cal$

Que em joules fica,

$Q=40000cal=168000J$

O resistor transforma a energia elétrica integralmente em calor, aquecendo a água. Logo:

$Eel=Q$, onde Eel é a energia elétrica e Q é a quantidade de calor absorvida pela água. Utilizando a equação para a potência dissipada, representada por:

$P=\frac{Eel}{(t-t*)}$, t-t* é a variação do tempo e P é a potencia dissipada. Portanto:

$P=\frac{Q}{(t-t*)}=\frac{(168000J)}{(210s)}=800W$

Sabendo a potencia e o valor da resistência elétrica que foi dado, podemos então calcular a corrente elétrica no resistor. Logo,

$P=R.i^{2}= >i=\sqrt{\frac{P}{R} }=\sqrt{\frac{800}{8,0} }=\sqrt{100}=10A$