Em um dia frio de inverno em uma cidade na região Sul do Brasil, a temperatura exterior a uma residência é de 8º C. Com base nessa informação, responda a questão.
Se a potência do chuveiro dessa residência é de 14kW e sua vazão é de 15 1/min, qual é a máxima temperatura da água ao sair do chuveiro considerando-se que ela se encontra, inicialmente, em equilíbrio térmico com a temperatura exterior? (considere: densidade da água igual a 1000 g/1; calor específico da água igual a 1 cal/g.ºC; 1 caloria é iguala 4 J)
- A) 14ºC
- B) 17ºC
- C) 19ºC
- D) 22ºC
- E) 25ºC
Resposta:
A alternativa correta é letra D) 22ºC
A potência é definida com a taxa de energia dissipada na unidade de tempo. Essa taxa de energia dissipada será a energia absorvida pela água no contato com a resistência do chuveiro. Logo:
Pot=frac{Delta{Q}}{Delta{t}}=14cdot10^{3}=4timesfrac{mcDelta{phi}}{Delta{t}}
Onde Delta{phi} é a variação de temperatura e Delta{t} é o intervalo de tempo de 60s da vazão da água.
14cdot10^{3}=4timesfrac{15cdot10^{3}cdot1(phi_{final}-phi_{inicial})}{60}
14cdot10^{3}=4timesfrac{15cdot10^{3}cdot1(phi_{final}-8)}{60}
14=phi_{final}-8
boxed{phi_{final}=22,^oC}
Gabarito: D
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