Question

Um ebulidor elétrico possui resistência elétrica R=100  e funciona durante um tempo t=8min, ligado a uma tensão constante U=100V, aquecendo uma massa=100g de água, inicialmente a 300K. Considerando a capacidade térmica do resistor do ebulidor desprezível e que 25% do calor é perdido para o ambiente, determine a temperatura final da água em kelvins.
Dados: calor específico da água c=1cal/(gºC) e 1cal = 4J

Todos os resultados que eu consegui são diferentes do que está no gabarito, que é 373K. Alguém poderia explicar ou colocar um modelo de resolução dessa questão?

Answer 1

1° potencia = energia / tempo

2° potencia pode ser calculada como : V² / R

3° Juntar : V² / R = energia / tempo

V² / R . tempo = energia

8 minutos = 480 s

100² / 100  . 480 = energia

48000 Joule = energia

25% do calor é perdido para o ambiente

75% é aproveitado = 0,75 .  48000  ~> 36000 Joule

1 cal ~>  4 Joule
 x-------36000 J

x= 36000 / 4 ~> 9000 calorias

Lembrando que : Q = m . c .Δt
Q= calor ( energia)
m = massa e
ΔT = variação de temperatura em °C

9000 = 100 . 1 . Δt

Δt = 90

a temperatura inicial era 300K = 27°C

ΔT = TF - TI
90 = TF - 27
TF = 90 + 27 ~> 117 °C  = 390 K