Question

Um sistema de aquecimento elétrico residencial, de potência nominal P, precisa de 10 minutos para elevar a temperatura de um volume de água de 0,02 m³ de 20ºC para 50ºC. Considerando que o calor específico da água é de 1 cal/(g.ºC), podemos afirmar que a potência do aquecedor, em W, é de aproximadamente:
(Considere a densidade da água igual a 1000 kg/m³ e que 1 cal = 4,2J)

(A) 1250
(B) 5500
(C) 4200
(D) 6500
(E) 3900

Answer 1

Primeira coisa a se notar: Potência térmica é dada em W, W=J/s. Ou seja, deve-se trabalhar com unidades no S.I.. 

Primeiro vamos achar a quantidade de calor cedida a água:

0,02m³ = 20dm³ = 20l

Densidade da água: 1kg/dm³ ou 1kg/l, ou seja, a cada 1l de água temos 1 kg da mesma.

Agora usaremos a fórmula da quantidade de calor sensível, já q n houve mudança de estado físico:

Q = m.c.ΔT

Q=calor cedido ou recebido
m=massa
c=calor específico da substância(geralmente dado em cal/g°C)
ΔT=variação de temperatura


Q=20000.1.(50-20)
Q=20000.30=600000 cal

Agora vamos passar esse valor para joules(J):

600000.4,2=2520000J

Agora basta dividir esse valor pelo tempo q ele deu:

2520000/10.60= 4200J/s ou 4200 W