Física III ⇒ Resistor - Efeito Joule

[thiarlleson]

O resistor de um aquecedor elétrico tem resistência igual a 11 ohms e opera sob tensão de 220V. Determine:

a) a intensidade de corrente no aquecedor:
b) o tempo necessário para o aquecimento de 500g de água, de 25 C° a 100 C°, supondo que toda a energia térmica produzida seja absorvida pela água e considerando o calor específico da água igual a 4J/g°C:
c) o consumo mensal (30 dias) de energia elétrica, em kWh, supondo que esse aquecedor fique ligado 1h por dia.

Resposta

---

repostas: a)20A b) 34s c)132 kWh

[Juniorsjc]

Opa. Vamos a resolução:
a) Pela primeira lei de ohm, temos que:
[tex3]U = Ri[/tex3] Do enunciado tiramos [tex3]U = 220 V[/tex3] e [tex3]R = 11\Omega[/tex3]
Logo [tex3]220 = 11i \rightarrow \boxed {i = 20 A}[/tex3]

b) A potência dissipada por esse resistor é calculada através da relação:
[tex3]Pot = Ui \rightarrow Pot = 220\cdot20 = 4400W[/tex3]
Para variarmos a temperatura da água em um valor [tex3]\Delta T[/tex3] precisamos de uma quantidade de calor igual a
[tex3]Q = mc\Delta T[/tex3] onde m é massa, c é o calor específico, e [tex3]\Delta T[/tex3] a variação de temperatura.
Do enunciado temos:
m = 500g
c = 4 J/g ºC
[tex3]\Delta T[/tex3] = 75ºC
Assim:
[tex3]Q = 500\cdot4\cdot75 = 150000J[/tex3]
Sabemos ainda que:
[tex3]Pot = \frac{Q}{\Delta t}[/tex3] onde [tex3]\Delta t[/tex3] é o tempo necessário para o aquecimento:
[tex3]\Delta t = \frac{Q}{Pot} = \frac{150000}{4400} = \boxed {34,09s}[/tex3]

c) Sabemos que [tex3]E = Pot.\Delta t[/tex3]
[tex3]Pot = 4400W = 4,4kW[/tex3]
[tex3]\Delta t = 1h.30 = 30h[/tex3]

[tex3]E = 4,4\cdot30 = \boxed {132kWh}[/tex3]

Abraços

[Diegooo]

Olá thiarlleson,

a) Cálculo da corrente elétrica:

[tex3]\boxed{i=\frac{220}{11}=20A}[/tex3]

b) A potência elétrica é dada por

[tex3]Pot=U\cdot i[/tex3]
[tex3]Pot=220\cdot 20 \therefore 4400 W[/tex3]

A energia elétrica consumida pelo resistor é transformada em calor, determinando uma elevação da temperatura da água. Assim,

[tex3]\boxed{E_{el}= Q}[/tex3]

[tex3]Como\ E_{el} =Pot \cdot \Delta t[/tex3]

[tex3]Pot \cdot \Delta t= m\cdot c \cdot \Delta T[/tex3]

[tex3]\boxed{\Delta t = \frac{500\cdot 4 \cdot 75}{4400} \approx 34 s}[/tex3]

c) [tex3]E_{el}= Pot \cdot \Delta t[/tex3]

[tex3]E_{el}= 4400 \cdot 30 \cancel{dia} \cdot 1 \frac{h}{\cancel{dia}}=132000 \ W \therefore \boxed{132\ kWh}[/tex3]

Espero ter ajudado!