Question

Um aquecedor de água simples utiliza apenas um resistor de 4 Ω, que cede calor ao dissipar sua potência quando passa uma corrente elétrica de 4 A por ele. Nesse aquecedor está contido 1 kg de água pura (c = 4,2 J/g · ºC).

Se esse aquecedor for ligado por 14 minutos, a variação de temperatura da água será de

A
0,2 ºC.

B
3,2 ºC.

C
12,8 ºC.

D
213,3 ºC.

E
12 800 ºC.

Answer 1

Resposta:

LETRA D

Explicação:

Answer 2

Em 14 minutos de funcionamento, a variação de temperatura será de 12,8°C. Alternativa C.

Um resistor é um aparelho elétrico que funciona com base no efeito Joule, esse efeito é responsável por produzir calor (energia térmica) através da passagem de elétrons num condutor (que nesse caso é o nosso resistor).

A potência elétrica é diretamente proporcional ao produto da tensão pela corrente elétrica, logo, pode ser calculada por:

$P=U.i\\ \\ U=R.i\\ \\ logo\\ \\ P=R.i.i\\ \\ P=R.i^2$

Então, nesse exercício:

$P=R.i^2\\ \\ P=4.4^2\\ \\ P=64W$

O Watts [W] é a unidade de medida da potência, que também pode ser representada por J/s, logo é a quantidade de energia despendida por segundo de fluxo de corrente, logo, em 14 minutos (840 segundos) houve uma energia de:

$E=P.\Delta t\\ \\ E=64.840\\ \\ E=53760J$

Se o calor específico da água é de 4,2J/g°C, podemos ver que essa energia é o calor sensível dessa água, então a variação de temperatura será (lembre 1kg=1000g):

$Q=m.c.\Delta \theta\\ \\ 53760=1000.4,2.\Delta \theta\\ \\ \Delta \theta=\frac{53760}{4200} \\ \\ \Delta \theta=12,8^oC$

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