Question

Questão 13 - (UFU MG) Em uma escola secundária de uma cidade à beira mar, onde a temperatura da água na torneira do laboratório escolar era 20 ºC e a tensão na instalação elétrica 120 V, um grupo de alunos aqueceu 300 cm3 de água em uma xícara, utilizando um aquecedor elétrico portátil de potência elétrica desconhecida. Essa água entrou em ebulição após 200 s da aplicação do referido aquecedor.

Considerando que toda a energia fornecida pelo aquecedor foi utilizada para aumentar a temperatura da água e utilizando os dados

-1 cal = 4J;
- densidade da água = 1 g / cm3;
-calor específico da água = 1 cal / (gº C), determine:

a) a quantidade de calor utilizada pela água para entrar em ebulição.
b) a potência elétrica do aquecedor.
c) a corrente elétrica no aquecedor.
d) a resistência elétrica do aquecedor.

por favor me ajuda com o calculo 20 pontos 

Answer 1

Eles aqueceram uma massa de 300 gramas , visto que a densidade é 1 g / mol e que 1 cm³ = 1 ml .

A temperatura de ebulição da água é de 100 C , portanto :

ΔT = 100-20 = 80 C

Q=mcΔT
Q=300.1.80
Q=24000 cal
Q=96000 J (a)

P=ΔE/Δt
P=96000/200
P=960/2
P=480 W (b)

P=U.i
480 = 120.i
i= 4 A (c)

U=R.i
120=4.R
R=30 Ohms (d)

Answer 2

a) a quantidade de calor é de 24000 Cal.

b) a potência elétrica do aquecedor é de 480W.

c) a corrente elétrica no aquecedor é de 4A.

d) a resistência elétrica do aquecedor é de 30Ω.

Calor

A quantidade de calor utilizada deve ter sido a quantidade suficiente para elevar a temperatura da água de 20°C até 100°C (temperatura de ebulição da água)

• Q = mcΔT
• ΔT = 100° - 20° = 80°C
• c = 1 Cal/g°C
• d = 1 g/cm³  ⇒ 300cm³ = 300 gramas de água

Calculando a quantidade de calor utilizada-

Q = 300. 1. 80

Q = 24.000 Cal

Para calcular a potência do aquecedor, devemos dividir o valor da energia térmica (em Joules) oferecida pelo tempo que foi gasto-

1 Cal -------------------- 4 Joules

24.000 Cal ----------- Q

Q = 96.000 Joules

P = Q/Δt

P = 96.000/200

P = 480 Watts

A corrente elétrica pode ser calculada pela relação que possui com a potência elétrica-

P = U.i

480 = 120.i

i = 4A

Utilizaremos a Primeira Lei de Ohm para calcular a resistência elétrica-

R = U/i

R = 120/4

R = 30Ω

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