Propõe-se a realização de um experimento no qual um resistor de 12,0 Omega está inserido dentro de um bloco de gelo a 0 ºC. O circuito montado está apresentado na figura abaixo.

A alternativa correta é letra D) 0,575x10^-2

Gabarito: LETRA D.

Note que o resistor de 12,0 , Omega está inserido em uma associação em paralelo, como os mostra a figura abaixo:

Assim, temos que

dfrac { 1 } { R_{paralelo} } = dfrac { 1 } { 12 } + dfrac { 1 } { 6 } + dfrac { 1 } { 12 }

dfrac { 1 } { R_{paralelo} } = dfrac { 4 } { 12 }

R_{paralelo} = dfrac { 12 } { 4 }

R_{paralelo} = 3, Omega

Assim, a resistência equivalente do circuito é dada por

R_{eq} = R_{paralelo} + 10 + 8 + 4

R_{eq} = 3 + 22

R_{eq} = 25 , Omega

Dessa forma, a corrente que percorre o circuito é dada por:

i = dfrac { U } { R_{eq} }tag 1

i = dfrac { 40 } { 25 }

i = 1,6 , A

Sabendo a corrente, podemos calcular a tensão sobre o resistor de 12 , Omega, que é igual à tensão entre os pontos A e B

U_{AB} = i cdot R_{paralelo}

U_{AB} = 1,6 cdot 3

U_{AB} = 4,8 , V

Sabendo a tensão e a resistência, podemos calcular a potência dissipada pelo resistor de 12 , Omega:

P_{12,Omega} = dfrac { {U_{AB}}^2 } { R_{12,Omega} }

P_{12,Omega} = dfrac { {4,8}^2 } { 12 }

P_{12,Omega} = 1,92 , W

Porém, a potência é a energia consumida por unidade de tempo, ou seja,

P = dfrac { E } { Delta t }

Como essa energia será usada para fundir o gelo, trata-se do calor latente. Logo,

P = dfrac { Q } { Delta t }

P = dfrac { mL } { Delta t }

dfrac { m } { Delta t } = dfrac { P } { L }

dfrac { m } { Delta t } = dfrac { 1,92 cancel J /s } { 3,34 cancel J / kg }

dfrac { m } { Delta t } approx 0,575 , kg/s

dfrac { m } { Delta t } approx 0,575 times 10^3 , g/s

Portanto, a resposta correta é a alternativa (d).