Question

Por um chuveiro elétrico circula uma corrente de 20 A, quando ele é ligado a uma tensão de 220V. Determine:
A) a potência recebida pelo chuveiro; *

B) a energia elétrica consumida pelo chuveiro em 15 minutos de funcionamento, expressa em kWh;

C) a elevação da temperatura da água ao passar pelo chuveiro com vazão igual a 50 gramas por segundo, supondo que ela absorva toda a energia dissipada. Use: calor específico da água = 4,0 J/ g° C.
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Answer 1

a) Potência = 4400 W ou 4,4 kW

b) Energia = 1,1 kWh

c) ΔΘ = 22ºC

As explicações e os cálculos seguem anexos.

Answer 2

A potência recebida pelo chuveiro é de 4400 W.

A energia elétrica consumida pelo chuveiro é de 1,1 kWh.

A elevação da temperatura da água ao passar pelo chuveiro é de 22 °C.

Para responder adequadamente a essa questão, é necessário dividi-la em seus três subitens:

Letra A)

Para se calcular a potência do chuveiro, basta utilizar a seguinte fórmula:

$P = U.i$

Na qual:

P  = Potência

U = Tensão

i = Corrente

Logo, substituindo-se os valores:

$P = U.i\\P = 220.20\\P = 4400W$

Letra B)

Para se calcular a energia consumida, basta multiplicar a potência do aparelho pelo seu tempo de uso.

Como 4400 W equivalem a 4,4 kW e 15 minutos equivalem a $\frac{1}{4}$ de hora, tem-se que:

$E = P.t\\E = 4,4.\frac{1}{4} \\E = 1,1 kWh$

Letra C)

A potência de um aparelho é medida em W, que equivale a $\frac{J}{s}$.  Assim, como a potência do chuveiro é de 4400 W, isso significa que, em 1 segundo, ele libera uma energia equivalente a 4400 J.

Dessa forma, como a vazão do chuveiro é de 50 gramas por segundo e o calor específico (c) da água é de 4,0 J/ g° C, para se calcular a variação de temperatura basta utilizar a fórmula de cálculo da quantidade de calor sensível para um intervalo de 1 segundo:

$Q = m.c.\Delta\Theta\\4400 = 50.4.\Delta\Theta\\\Delta\Theta = 22\°C$

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