Um chuveiro elétrico que funciona em 220 V possui uma chave que comuta entre as posições "verão" e "inverno". Na posição "verão", a sua resistência elétrica tem o valor 22 Ω, enquanto na posição "inverno" é 11 Ω. Considerando que na posição "verão" o aumento de temperatura da água, pelo chuveiro, é 5 °C, para o mesmo fluxo de água, a variação de temperatura, na posição "inverno", em °C, é
(A) 2,5 (B) 5,0 (C) 10,0 (D) 15,0 (E) 20,0
Soluções para a tarefa
(C) 10,0
Para resolver essa questão devemos lembrar de alguns conceitos.
A quantidade de calor trocado por um corpo é proporcional a sua massa, do material de que é constituído e da variação de temperatura.
Q = m . c . ∆T
Assim, podemos entender que a quantidade de calor (Q) é a energia fornecida pelo chuveiro. Potência é energia por tempo, então:
P = m . c . ∆T / ∆t
Sabendo que m/∆t é a vazão em massa (Zm), logo, substituímos:
P = Zm . c . ∆θT
Considerando que toda energia elétrica será transformada em energia térmica, a potência elétrica total do chuveiro é:
Pt = U²/R
Logo:
U²/R = Zm . c . ∆T
Como Zm, c e U² são constantes, isolamos na equação:
∆T. R = U²/ Zm . c = constante
Alternando entre as posições “verão” e “inverno” temos a mesma relação, resistência vezes variação de temperatura.
∆T1. R1 = ∆T2. R2
5. 22 = ∆T2 . 11
∆T2 = 5. 22 / 11
∆T2 = 110/11
∆T2 = 10 ºC