Um marinheiro, desejando aquecer 1 litro de água, que, inicialmente, encontra-se na temperatura de 86°F, usa um aquecedor do tipo “rabo quente” cuja resistência vale 15Ω. Sabendo que a tomada usada está sob tensão de 120V e que o tempo de aquecimento foi de 4 min, pode-se afirmar que a temperatura final atingida é, na escala Celsius, aproximadamente de

Resposta: A) 86°C

Vamos calcular a energia necessária para aquecer 1 litro de água de 86°F até uma temperatura final desconhecida. Em primeiro lugar, precisamos converter a temperatura inicial de Fahrenheit para Celsius:

T = (86°F - 32) × 5/9 = 30°C

Agora, podemos calcular a variação de temperatura:

ΔT = T_f - T_i = T_f - 30°C

O marinheiro usou um aquecedor do tipo "rabo quente" com resistência de 15Ω. A potência do aquecedor pode ser calculada pela fórmula:

P = V² / R = 120² / 15 = 960 W

O tempo de aquecimento foi de 4 minutos, ou 240 segundos. A energia total fornecida pelo aquecedor é:

E = P × t = 960 W × 240 s = 230400 J

Agora, podemos calcular a variação de temperatura em função da energia fornecida e da capacidade calorífica específica da água (c = 1 cal/g°C = 4 J/g°C):

ΔT = E / (m × c) = 230400 J / (1000 g × 4 J/g°C) = 57.6°C

Portanto, a temperatura final é:

T_f = T_i + ΔT = 30°C + 57.6°C = 86°C

Logo, a alternativa correta é A) 86°C.