Física, perguntado por ArabellaC, 1 ano atrás

Um recipiente com paredes adiabáticas contém 100g de água a 20ºC. Um resistor com resistência elétrica de 2,0Ω é ligado a uma fonte de tensão de 12V e é imerso na água.

Desconsidere a capacidade térmica do recipiente, e assinale a alternativa que corresponde, aproximadamente, ao tempo necessário para a água atingir 30ºC.

A) 58s

B) 14s

C) 44s

D) 29s

E) 87s

Soluções para a tarefa

Respondido por vitoriacgpa69df
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O resistor é um material que transforma energia elétrica em energia térmica. Podemos ver seu funcionamento em muitos chuveiros elétricos dentro de nossas casas, onde a aguá passa no interior do chuveiro em um resistor e sai quente.

Podemos definir que o resistor está dentro da Lei de Joule, sendo relacionada com a potência do resistor, a corrente elétrica ao quadrado e o intervalo de tempo que o ciclo pode durar. Desse modo, temos:


E = R . i² . Δt,


onde E é a energia em Joules, R é a resistência em oms, i é a corrente em ampere e o Δt em segundos.


No exercício precisamos saber a quantidade de calor necessária para levar 100 g de água a 20°C para 30°C. Para sabermos utilizamos a teoria da calorimetria, onde:


Q = m . cp . ΔT


onde o cp da água é:

cp = 1 cal/g.°C = 4,18 J/g.°C


Q = 100 . 4,18 . (30 - 20)

Q = 4180 J


Como na Lei de Joule a energia elétrica é transformada em energia térmica:


Q = E

4180 = R. i². Δt

4180 = 2 . i². Δt


Como

V = R. i

12 = 2 . i

i = 6 A


4180 = 2 . 6². Δt

Δt = 58 s


Letra A

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