Efeito Joule - Determinar a temperatura da água após 42 s...
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Efeito Joule - Determinar a temperatura da água após 42 s...
Uma massa de 100g de água a 5ºC é aquecida por meio de um resistor de 100 Ω ligado a uma fonte de tensão de 100 V. Dados: 1,0 cal = 4,2 J e o calor específico da água = 1,0 cal/gºC. Determine a temperatura da água, após 42 s, em ºC, supondo–se que todo o calor fornecido pelo resistor seja absorvido pela água.
Como é a fórmula do Efeito Joule? Quero saber como igualar as duas partes. A variação de energia tem que ser igual à quantidade de calor? Façam passo a passo, por favor. Quero entender bem mesmo.
Como é a fórmula do Efeito Joule? Quero saber como igualar as duas partes. A variação de energia tem que ser igual à quantidade de calor? Façam passo a passo, por favor. Quero entender bem mesmo.
DHST- Recebeu o sabre de luz
- Mensagens : 172
Data de inscrição : 30/03/2012
Idade : 30
Localização : São Paulo - Brasil
Re: Efeito Joule - Determinar a temperatura da água após 42 s...
Não existe fórmula para o efeito Joule..
O que acontece é que o calor transmitido de uma resistência do chuveiro para a água é usada para esquentá-la. Igual como acontece em um fogão que usa sua chama para Esquentar a água
No fogão, a fonte do calor é a combustão de um gás. No chuveiro é energia mecânica dos elétrons que se chocam com os átomos do fio da resistência elétrica.
O que você precisa usar aqui é seu conhecimento sobre calor sensível, que é a energia térmica usada para mudar a temperatura de uma substância.
Podemos usar a fórmula que relaciona o calor envolvido na mudança de temperatura de uma substância. Nesse caso a substância é a água.
Q = m.c.∆θ
Q = 100.1.(θ - 5)
Q = 100(θ-5) cal.
Esse é o calor necessário para elevar a temperatura da água de 5°C até uma temperatura final que queremos saber qual é.
O autor nos fornece implicitamente a potência do chuveiro. É essa capacidade do chuveiro de fornecer energia à água que vai elevar a temperatura da água.
Sabemos que:
Potência é a energia transferida (seja qual for a energia) em certo intervalo de tempo.
Pot = E/t
A energia que é fornecida à água é a energia térmica(ou calor) que calculamos lá em cima:
E = Q
Então podemos expressar da seguinte forma:
Pot = Q/t (I)
A potência do chuveiro é a potência elétrica:
P = U.i
i = U/R
P = U²/R (II)
Igualando a equação I com a II temos:
Q/t = U²/R
Agora é só calcular. Tem que ter cuidado com as unidades. O Q, que nós encontramos em calorias, é necessário transformar em Joules, pois a potência no S.I. é calculada em Joules por segundos que vai gerar a unidade Watts.
Deu pra ajudar, meu amigo?
O que acontece é que o calor transmitido de uma resistência do chuveiro para a água é usada para esquentá-la. Igual como acontece em um fogão que usa sua chama para Esquentar a água
No fogão, a fonte do calor é a combustão de um gás. No chuveiro é energia mecânica dos elétrons que se chocam com os átomos do fio da resistência elétrica.
O que você precisa usar aqui é seu conhecimento sobre calor sensível, que é a energia térmica usada para mudar a temperatura de uma substância.
Podemos usar a fórmula que relaciona o calor envolvido na mudança de temperatura de uma substância. Nesse caso a substância é a água.
Q = m.c.∆θ
Q = 100.1.(θ - 5)
Q = 100(θ-5) cal.
Esse é o calor necessário para elevar a temperatura da água de 5°C até uma temperatura final que queremos saber qual é.
O autor nos fornece implicitamente a potência do chuveiro. É essa capacidade do chuveiro de fornecer energia à água que vai elevar a temperatura da água.
Sabemos que:
Potência é a energia transferida (seja qual for a energia) em certo intervalo de tempo.
Pot = E/t
A energia que é fornecida à água é a energia térmica(ou calor) que calculamos lá em cima:
E = Q
Então podemos expressar da seguinte forma:
Pot = Q/t (I)
A potência do chuveiro é a potência elétrica:
P = U.i
i = U/R
P = U²/R (II)
Igualando a equação I com a II temos:
Q/t = U²/R
Agora é só calcular. Tem que ter cuidado com as unidades. O Q, que nós encontramos em calorias, é necessário transformar em Joules, pois a potência no S.I. é calculada em Joules por segundos que vai gerar a unidade Watts.
Deu pra ajudar, meu amigo?
Última edição por velloso em Seg 24 Set 2012, 18:25, editado 1 vez(es)
velloso- Estrela Dourada
- Mensagens : 1142
Data de inscrição : 07/04/2010
Idade : 33
Localização : Belém - Pará
Re: Efeito Joule - Determinar a temperatura da água após 42 s...
Ótima explicação do velloso, mas postarei pra não dizer que foi tempo perdido.
A potência dissipada pode ser dada por:
PD=U2/R
Resolvendo temos que PD=100W=100J/s
P=Q/t ----> 1000*42=Q -----> Q=4200J ou 1000cal
Temos que:
Q=mc∆T ----> 1000=100*1*∆T ------> ∆T= 10°C
Se: ∆T=tf - ti -----> tf=∆T + ti
tf=15°C
A potência dissipada pode ser dada por:
PD=U2/R
Resolvendo temos que PD=100W=100J/s
P=Q/t ----> 1000*42=Q -----> Q=4200J ou 1000cal
Temos que:
Q=mc∆T ----> 1000=100*1*∆T ------> ∆T= 10°C
Se: ∆T=tf - ti -----> tf=∆T + ti
tf=15°C
Edimar Timol- Recebeu o sabre de luz
- Mensagens : 118
Data de inscrição : 16/06/2012
Idade : 31
Localização : Aragarças
Re: Efeito Joule - Determinar a temperatura da água após 42 s...
Vou precisar imprimir essa ÓTIMA explicação pra fixar! :bounce:
Ajudou demais!
Ajudou demais!
DHST- Recebeu o sabre de luz
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Data de inscrição : 30/03/2012
Idade : 30
Localização : São Paulo - Brasil
velloso- Estrela Dourada
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