Para aquecer 2,0 litros de água armazenada em um recipiente termicamente isolado, será utilizado um resistor imerso na água, ligado diretamente a uma bateria de 36 V e resistência interna nula.
Considerando-se essas informações, que a capacidade térmica do recipiente é desprezível, que 1 cal = 4,2 J, que o calor específico da água é 1 cal/(g · ºC) e que a densidade da água é 1 g/cm3, é correto afirmar que, para se elevar a temperatura da água de 40 ºC para 45 ºC, em 50 minutos, a resistência do resistor a ser utilizado deve ser
- A) superior a 85 Ω.
- B) inferior a 65 Ω.
- C) superior a 65 Ω e inferior a 75 Ω.
- D) superior a 75 Ω e inferior a 85 Ω.
Resposta:
A alternativa correta é letra A) superior a 85 Ω.
Calculando a energia (calor) necessária para a elevação de temperatura citada, temos
Q = m times c times Delta T
Q = 2.000 times 1 times 4,2 times (45-40) = 42.000 , J
Como a densidade da água tem valor unitário, volume e massa se igualam conforme colocado acima.
A potência necessária é calculada dividindo-se a energia pelo tempo
P = dfrac{42.000}{50 times 60} = 14 , W
Por fim,
P = dfrac{U^2}{R}
14 = dfrac{36^2}{R}
R = 92,6 , Omega
Gabarito: LETRA A.
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