(Upe 2015)
Uma resistência de 440 Ω utilizada por um aquecedor está conectada a uma tomada de 220 V de tensão.
Sabendo que o aquecedor deve elevar a temperatura do ar de uma sala de dimensões 2,0 m x 2,0 m x 2,5 m em 6,0°C, determine por quanto tempo aproximadamente o aquecedor deve permanecer ligado. Considere que as paredes são termicamente isolantes.
Dados: o calor específico e a densidade do ar da sala são iguais a 1,0 kJ/(kg. K) e 1,1 kg/m3, respectivamente.
Nós temos uma sala de 2 m x 2 m x 2,5 m
O volume é simplesmente o produto das 3 dimensões
v = 2.2.2,5
v = 10 m3
Segundo a questão, a densidade do ar é 1,1 kg/m3, logo em 10 m3 nós temos 11 Kg de ar.
De acordo com a equação fundamental da calorimetria Q = mcΔθ
Q: quantidade de calor sensível que o corpo ganha ou perde, unidade cal (calorias)
m: massa do substância/corpo, unidade gramas
c: calor específico, unidade \( \Large{ {cal} \over {g.°C} } \)
Δθ: variação na temperatura do corpo, unidade °C
Nós precisamos descobrir a quantidade de calor (Q) para elevar a temperatura em 6 °C.
Mas atenção, a questão deu o calor específico em kelvin
neste caso não há problema, porque uma variação de 6 °C equivale a uma variação de 6 K.
Note também que, normalmente a massa da substância deve estar em gramas, porém como o calor específico está em Kg
nós utilizaremos a massa em Kg também (as unidades devem ser correspondetes), assim
Q = 11.1.6
Q = 66 KJ
Nós precisamos de 66 KJ para elevar a temperatura em 6 °C.
Quanta energia a resistência nos fornece ?
A potência de uma resistência é \( \bbox[5px, border: 2px solid blue]{ P = \Large{ {U^2} \over {R} } }\)
P: potência, unidade W (watts)
U: diferença de potencial, também conhecida como tensão, unidade V (Volt)
R: resistência, unidade Ω (ohms)
