Uma estudante, ao perceber que o resistor de seu chuveiro queimou, decidiu trocá-lo. Ela gostaria que a água que, inicialmente, encontra-se à temperatura ambiente de 25 ºC, chegasse a 35 ºC. A tensão elétrica de sua casa é de 220 V, a densidade da água é ρ = 1 kg/L e o calor específico vale c = 4,0 J/g · ºC. A aluna checou o manual de instruções de seu chuveiro, obtendo as seguintes informações:
Para aquecer a água até a temperatura pretendida, a estudante deveria solicitar um resistor de resistência igual a
Soluções para a tarefa
Resposta:
24,2 ohms.
Explicação:
Ufa, questãozinha demorada!! Vamos lá?
Primeiro, precisamos fazer algumas conversões. Quando ele nos dá a vazão por minuto, é para encontrar a massa de água. Usando a densidade, descobrimos que 3L têm 3000 g de água. Vamos deixá-la guardada.
Em seguida temos que relacionar calor/energia com a resistência. Uma forma de fazer isso é pela fórmula de potência com tensão e resistência. Por isso ele nos deu os 220 V.
Agora, usaremos a equação do calor sensível para saber quanto de calor passará para os 3000g de água. Lembrando que a variação de temperatura é 35-25 = 10°C.
FINALMENTE, podemos usar a comparação com a potência. O tempo usado é 60s por causa do 1 minuto e Joule é uma unidade que usa segundos.
Espero ter ajudado!!
