4) Um estudante de física construiu um aquecedor elétrico utilizando um resistor. Quando ligado a uma tomada cuja tensão era de 110 V, o aquecedor era capaz de fazer com que 1 litro de água, inicialmente a uma temperatura de 20 ºC, atingisse seu ponto de ebulição em 1 minuto. Considere que 80% da energia elétrica era dissipada na forma de calor pelo resistor do aquecedor, que o calor específico da água é 1 cal/(g · ºC), que a densidade da água vale 1 g/cm3e que 1 caloria é igual a 4 joules. Determine o valor da resistência elétrica, em ohms, do resistor utilizado.
Respostas
Ed 
há 2 anos
Para determinar o valor da resistência elétrica do resistor utilizado, podemos utilizar a fórmula da potência elétrica dissipada: P = V^2 / R Onde: P = potência dissipada (em watts) V = tensão elétrica (em volts) = 110 V R = resistência elétrica (em ohms) Sabemos que 80% da energia elétrica é dissipada na forma de calor, então a potência dissipada é 80% da potência total: P = 0,8 * V^2 / R Além disso, a potência dissipada é igual à energia necessária para elevar a temperatura da água de 20 ºC até o ponto de ebulição em 1 minuto: P = m * c * ΔT / Δt Onde: m = massa de água (em gramas) = 1000 g (1 litro de água) c = calor específico da água = 1 cal/(g · ºC) = 4 J/(g · ºC) ΔT = variação de temperatura = 80 ºC (100 ºC - 20 ºC) Δt = tempo = 1 minuto = 60 segundos Substituindo os valores na equação da potência dissipada, temos: 0,8 * 110^2 / R = 1000 * 4 * 80 / 60 Simplificando a equação, encontramos o valor da resistência elétrica do resistor utilizado.
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a) 10 A
b) 15 A
c) 20 A
d) 25 A
e) 30 A
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a) a potência dissipada aumentará cerca de 12%.
b) a potência dissipada aumentará cerca de 5%.
c) a corrente que a percorre não mudará.
d) a sua resistência elétrica diminuirá cerca de 18%.
e) a corrente que a percorre diminuirá, mantendo a potência inalterada.
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a) dobro do comprimento do fio.
b) metade do comprimento do fio.
c) metade da área da seção reta do fio.
d) quádruplo da área da seção reta do fio.
e) quarta parte da área da seção reta do fio.
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