Question

A figura abaixo mostra o circuito elétrico simplificado de um aquecedor de água caseiro. Nesse circuito há uma fonte com força eletromotriz ɛ e dois resistores R1 e R2 que ficam completamente mergulhados na água. Considere que nessa montagem foram utilizados resistores com resistências R1 = R e R2 = 3R. Suponha que a quantidade de água a ser aquecida tenha massa m, calor específico c e esteja a uma temperatura inicial T0. Deseja-se que a água seja aquecida a uma temperatura final T. Considere que a eficiência do aquecedor seja de 40%, ou seja, apenas 40% da potência fornecida a ele transforma-se em fluxo de calor transferido para a água. Determine qual o intervalo de tempo ∆t em que esse aquecedor deve permanecer ligado.

Answer 1

E=p.t

 

P=E/R²

P1=E²/R²

P2=E²/(3R)²=E²/9R²

 

P=P1+P2=(10/9).(E²/R²)

 

Energia=P.t=(10/9).(E²/R²).t

 

 

calor

 

40%energia=Q

 

Q=m.c.T

0,4.(10/9).(E²/R²).t=m..c.T

 

(4/9).(E²/R²).t=m.c.T

 

t=(m.c.T)/(4/9).(E²/R²