capacitores e calorimetria

por Phill_Olifer Seg Jul 13 2020, 11:59

Considere a montagem a seguir, onde o dispositivo D, não ôhmico, possui sua curva característica representada.
Após atingir o regime permanente, a chave é passada para posição 2, onde a energia armazenada no capacitor é integralmente transferida para o calorímetro cujo equivalente em água é de 50g. Determine o número de ciclos necessários para aquecer em 10 C° uma massa de 100g de água. água = o (Dado: c= 4) J /g. C°
a) 3,5.[latex]10^{5}[/latex] ciclos
b) 7,5.[latex]10^{5}[/latex] ciclos
c) 10.[latex]10^{5}[/latex] ciclos
d) 15.[latex]10^{5}[/latex] ciclos

por **Elcioschin** Seg Jul 13 2020, 16:39

Calor necessário para aquecer a água:

Q = m.c.∆T + m'c.∆T ---> Q = 100.4.10 + 50.4.10 ---> Q = 6000 J

Resistência de D nos intervalos [0, 1] e [1, 3]:

R₀₁ = (6 - 0)/(1 - 0) ---> R₀₁ = 6 Ω

R₁₃ = (2 - 6)/(3 - 1) ---> R₁₃ = -2 Ω

Corrente em D, em cada caso:

i₀₁ = 10/(3 + 6) = 10/9 A

i₁₃ = 10/(3 - 2) = 10 A

Tensão em D e no capacitor, em cada caso:

U₀₁ = 6.(10/9) = 20/3 V

U₁₃ = -2.(10/9) = - 20/9 V

Energia no capacitor ---> W = (1/2).C.U²

Calcule a energia, em cada caso e some para obter a energia total

n = Q/W