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
A variação de temperatura, na posição “inverno”, em °C, é de 10.
Letra C.
Podemos calcular a Potência fornecida (útil) pelo chuveiro com a seguinte definição:
P = Q / Δt
Sendo "Q" a quantidade de calor, o mesmo que "m * c * ΔФ". aplicando na fórmula anterior:
P = Q / Δt
P = m * c * ΔФ / Δt
Sendo m / Δt , a vazão "V", a fórmula fica assim:
P = m * c * ΔФ / Δt
P = V * c * ΔФ
Já a potência total (Pt) do chuveiro calculamos da seguinte forma:
Sendo "U" a tensão do chuveiro e "R" a resistência aplicada, temos,
Pt = U² / R
Admitindo que toda energia elétrica é transformada em térmica, igualamos as duas equações:
V * c * ΔФ = U² / R
R * ΔФ = U² / V * c
Como a tensão "U", a vazão "V" e o calor específico "c", não mudam, ou sejam são constantes, temos:
R * ΔФ = U² / V * c = constante
Assim,
R₁ * ΔФ₁ = R₂ * ΔФ₂
22 * 5 = 11 * ΔФ₂
22 * 5 = 11 * ΔФ₂
110 = 11 * ΔФ₂
ΔФ₂ = 110 / 11
ΔФ₂ = 10 °C