Um aquecedor elétrico de imersão ligado a uma fonte de corrente contínua de 110 V leva 6 min para levar até a fervura 0,5 L de água, partindo da temperatura ambiente de 20º C. A intensidade de corrente é de 5 A. A eficiência do aquecedor ( a porcentagem de energia gerada que é utilizada no aquecimento da água) é de aproximadamente:

Resposta: C) 84%.

Para calcular a eficiência do aquecedor, precisamos primeiro calcular a energia necessária para elevar a temperatura da água de 20°C para 100°C. Podemos fazer isso utilizando a fórmula:

$$Q = mcDelta T$$

onde Q é a energia necessária, m é a massa da água, c é o calor específico da água e ΔT é a variação de temperatura.

Como a massa da água é de 0,5 L, que é igual a 500 g, e o calor específico da água é de 1 cal/g°C, podemos calcular a energia necessária como:

$$Q = 500g times 1cal/g°C times 80°C = 40000cal$$

Convertendo essa energia para joules, temos:

$$Q = 40000cal times 4,18 J/cal = 167200J$$

Agora, precisamos calcular a energia fornecida pelo aquecedor. Como a intensidade de corrente é de 5 A e a tensão é de 110 V, a potência do aquecedor é:

$$P = 110V times 5A = 550W$$

Como o tempo de aquecimento é de 6 minutos, que é igual a 360 s, a energia fornecida pelo aquecedor é:

$$Q_fornecida = P times t = 550W times 360s = 198000J$$

Finalmente, podemos calcular a eficiência do aquecedor como:

$$eta = frac{Q_necessaria}{Q_fornecida} = frac{167200J}{198000J} = 0,84 = 84%$$

Portanto, a alternativa correta é C) 84%.