Questão 25

IME 2009

Física

(IME - 2009/2010 - 1ª fase)

Na figura, o frasco de vidro não condutor térmico e elétrico contém 0,20 kg de um líquido isolante elétrico que está inicialmente a 20°C. Nesse líquido está mergulhado um resistor R1 de 8 Ω. A chave K está inicialmente na vertical e o capacitor C, de 16 µF, está descarregado. Ao colocar a chave no Ponto A verifica-se que a energia do capacitor é de 0,08 J. Em seguida, comutando a chave para o Ponto B e ali permanecendo durante 5 s, a temperatura do líquido subirá para 26°C. Admita que todo o calor gerado pelo resistor R1 seja absorvido pelo líquido e que o calor gerado nos resistores R2 e R3 não atinja o frasco. Nessas condições, é correto afirmar que o calor específico do líquido, em cal.g -1°C-1, é

Dado: 1 cal = 4,2 J

0,4

0,6

0,8

0,9

1,0

Gabarito:

0,8

Resolução:

Resposta Correta: C

A questão está pedindo o calor específico do líquido, que podemos determinar através da equação do calor sensível:

Onde:

Faltando a quantidade de calor Q dissipada pelo resistor ${R_1}$ que será determinada na sequência abaixo:

Analisando o capacitor C conseguiremos encontrar a E f.e.m.) do gerador.

Equação da energia potencial elétrica armazenada no capacitor:

Onde:

$Ep=0,08J$

$C=16mu F=16 imes10^{-6}F$

Substituindo os valores na equação:

Com a E do gerador e a resistência equivalente do circuito, conseguiremos determinar a corrente total do circuito e, consequentemente, a potência do resistor ${R_1}$ .

Resistência equivalente do circuito:

${R_2}$ em paralelo com