Questão 4938

ULBRA 2016

Física

(Ulbra 2016) Um gaúcho deseja tomar chimarrão, para isso vai aquecer 0,8 litros de água de 20 °C até 70 °C. Ele conta com um aquecedor de imersão que deverá ser ligado a uma fonte de 120 V. Sendo a resistência do mesmo de 30 Ω (OHMS), quanto tempo ele deverá esperar, em segundos, até que água atinja a temperatura desejada?

Considere:

A

160

B

350

C

380

D

420

E

480

Gabarito:

350

Resolução:

$V = 120 V$

$R = 30 Omega$

$Delta T = 50^oC$

Podemos calcular o tempo usando a equação de potência da termodinâmica:

$P = frac {Q}{Delta t}$

$P = frac {mcDelta T}{Delta t}$

A potência, podemos achar a potência usando a voltagem e a resistência:

$P = R i^2$

$V = Ri ightarrow 120 = 30i ightarrow i = 4A$

$P = 30 cdot 4^2$

$P = 480W$

Agora voltando a equação de potência da termodinâmica:

$480W = frac {mcDelta T}{Delta t}$

Para sabermos a massa, podemos achar usando a densidade, se 1 Litro de água tem 1 kg, então 0,8L terá 800g.

$480 = frac {800 cdot 4,2 cdot 1 cdot 50}{Delta t}$

$Delta t = frac {4,2 cdot 40.000}{480}$

$Delta T = 350s$