Grátis: Pretende-se aquecer 1.000 L de água, de 20 °C a 70 °C, utilizando um resistor de 5 Ω, ligado a uma fonte de tensão contínua de 220 V. Sendo assim, ... – Questões Respondidas

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Pretende-se aquecer 1.000 L de água, de 20 °C a 70 °C, utilizando um resistor de 5 Ω, ligado a uma fonte de tensão contínua de 220 V. Sendo assim, responda, respectivamente, em quanto tempo ocorrerá esse aquecimento e o tempo necessário caso o resistor seja substituído por outro de 1 Ω. Dados: Densidade da água: 1 kg/L Calor específico da água: 1 cal/g°C 1 cal = 1,1630 × 10–6 kWh

a) 0,5 h; 1 h
b) 1 h; 0,8 h
c) 1 h; 2,50 h
d) 2 h; 6,30 h
e) 6 h; 1,20 h

Desafios Para o Conhecimento

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Ed

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Para resolver essa questão, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a água e, em seguida, determinar o tempo necessário para fornecer esse calor com os resistores dados. 1. Cálculo da quantidade de calor (Q): - Volume de água = 1.000 L = 1.000 kg (considerando a densidade da água) - Variação de temperatura (ΔT) = 70 °C - 20 °C = 50 °C - Calor específico da água = 1 cal/g°C = 1.000 cal/kg°C Portanto, a quantidade de calor necessária é: \[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 1.000 \, \text{kg} \cdot 1.000 \, \text{cal/kg°C} \cdot 50 \, \text{°C} = 50.000.000 \, \text{cal} \] Convertendo para kWh: \[ Q = 50.000.000 \, \text{cal} \times 1,1630 \times 10^{-6} \, \text{kWh/cal} \approx 58,15 \, \text{kWh} \] 2. Cálculo da potência (P): - Para o resistor de 5 Ω: \[ P = \frac{V^2}{R} = \frac{220^2}{5} = 9680 \, \text{W} = 9,68 \, \text{kW} \] - Para o resistor de 1 Ω: \[ P = \frac{220^2}{1} = 48400 \, \text{W} = 48,4 \, \text{kW} \] 3. Cálculo do tempo (t): - Para o resistor de 5 Ω: \[ t = \frac{Q}{P} = \frac{58,15 \, \text{kWh}}{9,68 \, \text{kW}} \approx 6,01 \, \text{h} \] - Para o resistor de 1 Ω: \[ t = \frac{Q}{P} = \frac{58,15 \, \text{kWh}}{48,4 \, \text{kW}} \approx 1,20 \, \text{h} \] Agora, analisando as alternativas: a) 0,5 h; 1 h b) 1 h; 0,8 h c) 1 h; 2,50 h d) 2 h; 6,30 h e) 6 h; 1,20 h A resposta correta é: e) 6 h; 1,20 h.

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Qual é o efeito na força elétrica entre duas cargas q1 e q2 quando se coloca um meio isolante, isotrópico e homogêneo entre elas?

A) Nenhum, porque o meio adicionado é isolante.
B) A força aumenta, devido a cargas induzidas no material isolante.
C) A força diminui, devido a cargas induzidas no material isolante.
D) Nenhum, porque as cargas q1 e q2 não se alteram.

Quando comparamos as forças exercidas por campos elétricos e magnéticos sobre uma partícula carregada de velocidade, diferente de zero, podemos afirmar corretamente que

A) a força elétrica e a força magnética são sempre paralelas à velocidade.
B) a força elétrica e a força magnética são sempre perpendiculares à velocidade.
C) para um dado campo elétrico uniforme, existe sempre uma direção da velocidade para a qual a força elétrica é nula, o que não acontece com a força magnética.
D) a força magnética nunca realiza trabalho sobre a carga, enquanto a força elétrica sempre realiza trabalho.

Sobre o movimento dos corpos celestes e as três leis do movimento de Newton, é correto afirmar:
01) No universo newtoniano, todo objeto é caracterizado por seu peso, o qual indica a tendência de um objeto a resistir a qualquer mudança em seu estado de movimento.
02) As várias forças que produzem uma mudança de movimento é uma combinação das diferentes intensidades, direções e sentidos dessas forças.
03) A força centrípeta que atua sobre um corpo que realiza um movimento circular uniforme não obedece à segunda lei de Newton, porque essa força não atua sobre um corpo que descreve movimento retilíneo.
04) A segunda lei de Newton evidencia que os módulos das forças de atração que dois corpos exercem um sobre o outro são sempre iguais.
05) A força centrípeta que mantém os planetas em suas órbitas, em torno do Sol, varia inversamente com o cubo da distância que separa o Sol desses planetas.

Quando se conecta uma resistência R a uma bateria de 12 V, uma corrente de 1,0 A é estabelecida no circuito. Se a queda de tensão através da resistência R é de 10 V, podemos afirmar que a resistência interna da bateria é:

a) 4 Ω.
b) 5 Ω.
c) 2 Ω.
d) 3 Ω.
e) 1 Ω.

Por sua baixa eficiência energética, as lâmpadas incandescentes deixarão de ser comercializadas para uso doméstico comum no Brasil. Nessas lâmpadas, apenas 5% da energia elétrica consumida é convertida em luz visível, sendo o restante transformado em calor. Considerando uma lâmpada incandescente que consome 60 W de potência elétrica, qual a energia perdida em forma de calor em uma hora de operação?

a) 10.800 J.
b) 34.200 J.
c) 205.200 J.
d) 216.000 J.

Quando as fontes de tensão contínua que alimentam os aparelhos elétricos e eletrônicos são desligadas, elas levam normalmente certo tempo para atingir a tensão de U = 0 V. Um estudante interessado em estudar tal fenômeno usa um amperímetro e um relógio para acompanhar o decréscimo da corrente que circula pelo circuito a seguir em função do tempo, após a fonte ser desligada em t = 0 s. Usando os valores de corrente e tempo medidos pelo estudante, pode-se dizer que a diferença de potencial sobre o resistor R = 0,5 kΩ para t = 400 ms é igual a

a) 6 V.
b) 12 V.
c) 20 V.
d) 40 V.

Por finalidades técnicas, um fio condutor em forma de espiral e de resistência 2,8 Ω, foi inserido em um pequeno calorímetro de capacidade térmica desprezível, de tal forma que em cada intervalo de um minuto, 40 g de água passam pelo calorímetro, entrando a 31 ºC e saindo a 35 ºC. Pode-se, então, afirmar que o valor da corrente elétrica que passa pelo fio vale:

a) 15,5 A.
b) 0,97 A.
c) 2,0 A.
d) 0,5 A.

Pela experiência cotidiana, sabe-se que o movimento representa uma mudança contínua na posição de um corpo em relação a um dado referencial. A posição de uma partícula movendo-se ao longo do eixo z varia no tempo, de acordo com a expressão z(t) = 5 t3 – 3 t, em que z está em metros e t, em segundos. Com base nessas informações, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas. ( ) O movimento da partícula é retilíneo e uniformemente acelerado. ( ) A partícula apresenta um movimento progressivo em toda sua trajetória. ( ) A velocidade média da partícula entre os instantes t = 1,0 s e t = 2,0 s é igual a 32,0 m/s. ( ) Em t = 0s e em, aproximadamente, t = 0,77 s, a partícula passa pela origem da sua trajetória. A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a

a) F V V F
b) F V F V
c) F F V V
d) V V F F
e) V F F V

Qualquer substância pode ser encontrada nos estados (ou fases) sólido (S), líquido (L) ou gasoso (G), dependendo das condições de pressão (p) e temperatura (T) a que está sujeita. Esses estados podem ser representados em um gráfico p x T, conhecido como diagrama de fases, como o mostrado na figura abaixo, para uma substância qualquer. As regiões de existência de cada fase estão identificadas por (S), (L) e (G), e os pontos a, b, c e d indicam quatro estados distintos de (p,T). Considere as seguintes afirmações. I - A substância não pode sublimar, se submetida a pressões constantes maiores do que pa. II - A substância, se estiver no estado b, pode ser vaporizada por transformações isotérmicas ou isobáricas. III - A mudança de estado c  d é isobárica e conhecida como solidificação. Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e III.
(E) I, II e III.

Pela seção de um condutor metálico submetido a uma tensão elétrica, atravessam 4,0 · 1018 elétrons em 20 segundos. A intensidade média da corrente elétrica, em ampere, que se estabelece no condutor corresponde a:

a) 1,0 · 10−2
b) 3,2 · 10−2
c) 2,4 · 10−3
d) 4,1 · 10−3