Um aquecedor, ligado a uma ddp constante de 21 V, sendo percorrido por uma corrente de intensidade 3 A, é utilizado para aquecer 100g de água durante 1 minuto. Qual a temperatura final, sabendo-se que a água está inicialmente a 30° C?

A alternativa correta é letra E) 39° C

A potência dissipada por efeito joule é dada por:

P = Vcdot i

P = 21 cdot 3

P = 63 J/s

Para calcular a energia que foi dissipada, basta multiplicar a potência pelo tempo. Logo:

E = P cdot t

E = 63 cdot 60

E = 3780 J

Vamos converter essa energia para calorias dividindo a energia em joules por 4,2 conforme os dados do enunciado.

E = frac{3780}{4,2}

E = 900 cal

Essa energia será usada para aquecer a água. Sendo assim.

900 = m cdot c cdot (t_f - t_i)

Onde:

• m é a massa de água em kg
• c é o calor específico da água 
• t_f é a temperatura final
• t_i é a temperatura inicial

900 = 100 cdot 1 cdot (t_f - t_i)

t_f - t_i = 9

t_f = 39

A temperatura final é de 39 graus celsius.