Potência e calor

Os chuveiros elétricos são muito úteis, mas são grandes consumidores de energia elétrica. Em determinada residência, utiliza-se certo modelo em uma situação em que a tensão de funcionamento é 220 V e a corrente elétrica é 25 A. Cerca de 80% da potência elétrica desse chuveiro são utilizados para o aquecimento da água, cuja temperatura de entrada é 20 ºC. Sabendo-se que a vazão do chuveiro é de 3 litros por minuto, pode-se afirmar que a temperatura de saída da água será:

1cal= 4 J, dágua=1g/cm^3, cágua= 1 cal/gºC.

a) 22 ºC b) 30 ºC c) 33 ºC d) 42 ºC e) 45 ºC

gab: D

P = U.i (joules) ---> P = U.i/4 (calorias)

Pu = 0,8.P ---> Pu = 0,8.U.i/4 

3 L/min ---> 3 L/60 s ---> (3/60) L/s = 0,05 kg/s ---> m = 50 g

Pu = m.c.(T - 20)

P = V.i
P = 220 .25
P = 5500 W, no entanto só utilizaremos 80%, 5500.0,8 = 4400 W
P = Trabalho/Tempo
O trabalho será o calor, devemos ajustar as unidades, note q a expressão será :
4400= m.c.t/tempo
Onde o t é a VARIAÇÃO de temperatura, ele nos deu q a vazão é 3Litros por minuto logo poderíamos substituir isso na equação por ser massa / tempo onde 3 Litros equivale a 3 Kg
4400 = 3000.4.t/60
Passando as unidades pra gramas, o tempo pra segundos e o calor especifico para joule
4400= 1200t/6
4400=200t
t = 22 graus celcius, essa é nossa variação devemos somar com a temperatura inicial logo
22+20= 42