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(ITA-1956) Dispõe-se de uma linha de tensão de 110 volt

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Resolvido (ITA-1956) Dispõe-se de uma linha de tensão de 110 volt

Mensagem por Jigsaw Qua 22 Nov 2023, 18:49

2.2 – Dispõe-se de uma linha de tensão de 110 volts, e quer-se construir um chuveiro elétrico que aqueça 1,5 litros de água por minuto, da temperatura ambiente (20 ºC) à temperatura  de 40 ºC.
a) Calcular a resistência que se deve usar no chuveiro.
b) Se o kWh custa Cr$ 1,00, qual o preço de um banho de 10 minutos, nas condições acima?
Dados: calor específico da água [latex]\approx 1\frac{cal}{^0C.gr}[/latex] ; 1 caloria  [latex]\approx4,2[/latex] joules
Obs.: Dar as respostas com dois algarismos significativos.
 
Spoiler:


Última edição por Jigsaw em Seg 27 Nov 2023, 19:56, editado 1 vez(es)
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Resolvido Re: (ITA-1956) Dispõe-se de uma linha de tensão de 110 volt

Mensagem por gatssby Qui 23 Nov 2023, 00:06

Boa noite,

A) vou calcular a resistência através da formula [latex]P = \frac{V^2}{R} [/latex]

Para isso precisamos da potência, que pode ser calculada a partir da quantidade de calor:
[latex]Q = mc\Delta T [/latex]
m é a quantidade de água, logo, 1500 cm³ por minuto ou [latex]\frac{1500}{60} [/latex]por segundo
c é o calor específico, fornecido pela questão e igual a 4,2J
[latex]\Delta T[/latex] é a variação de temperatura, ou seja, 40-20=20
[latex]Q = \left( \frac{1500}{60} \right) \cdot 4,2 \cdot 20 [/latex]
[latex]Q = 2100 \, \text{J/s ou}\2100 W[/latex]

Logo,
[latex]2100 = \frac{110^2}{R}[/latex]

[latex]R = \frac{110^2}{2100}[/latex]

[latex]R \approx 5.76 \, \Omega[/latex]


B) kWh é uma medida de energia, e energia = potência x tempo
[latex]E = P \cdot \Delta t [/latex]
Pra facilitar, vou converter a potência e o tempo para as unidades dadas, que são kW e hora respectivamente
[latex]E = 2,1 \cdot \frac{10}{60}[/latex]

[latex]E = 0,35 \ kWh[/latex]
Como cada kWh custa 1 real; 0,35 custará 35 centavos.

Bons estudos ツ

gatssby
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