Cesgranrio · Petrobras · Técnico(a) de Operação Júnior · 2011 · questão 25

Cesgranrio Petrobras 2011 Física · Potência e energia elétrica também em Física · Calorimetria e trocas de calor

Questão 25

Um circuito elétrico é alimentado por uma bateria de 12 V e possui uma resistência elétrica de 6,0 \(\Omega\). Supondo que toda a energia dissipada no resistor seja utilizada, quanto tempo será necessário para elevar de 20 ºC para 80 ºC a temperatura de 100 g de água? Dado: Considere o calor específico da água (\(c_{a}\)) igual a 4,0 J/(g ºC).

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Resposta da banca: E

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Efeito Joule aquecendo água: a potência do resistor vezes o tempo é o calor sensível da água.

Objetivo

Achar o tempo para um resistor de 6,0 Ω em 12 V esquentar 100 g de água de 20 °C a 80 °C. O que está em jogo é calcular a potência, o calor e dividir.

Conceitos para revisar

Potência do resistor

Tensão ao quadrado sobre resistência.

\[P = \dfrac{V^{2}}{R}\]

V12 V

R6,0 Ω

Calor sensível

Massa vezes calor específico vezes variação de temperatura.

\[Q = m\, c\, \Delta\theta\]

c4,0 J/(g·°C)

Δθ60 °C

Tempo

Toda a energia dissipada vai para a água: energia é potência vezes tempo.

\[t = \dfrac{Q}{P}\]

em segundos, se P em W e Q em J

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