44 Um estudante usa um aquecedor radiante de 100,00 W e 115,00 V para aquecer seu dormitório durante o período entre o pôr do sol e o nascer do sol, das 18:00 às 7:00. (a) Qual é a corrente elétrica em que o aquecedor opera? (b) Quantos elétrons passam pelo aquecedor nesse período? (c) Qual é a resistência do aquecedor? (d) Quanto calor foi fornecido ao dormitório?

Passo 1

O enunciado descreve um aquecedor radiante que consome P=100,00 W quando ligado a V=115,00 V e fica ligado das 18:00 às 7:00, ou seja 13 h. Para resolver precisamos usar as relações da corrente elétrica e potência:
P = V,I, Q = I,t, N = Qe, R = VI, E = P,t
Aqui e=1,602times10^-19 C é a carga elementar e t em segundos é 13cdot3600=46800 s.

Passo 2

Calcular a corrente média I usando P=V,I:
I = PV = 100,00115,00 approx 0,8696 A

Passo 3

Determinar a carga total Q que passa no intervalo e o número de elétrons N:
Q = I,t = 0,8696 times 46800 approx 40695,65 C,
N = Qe = 40695,651,602times10^-19 approx 2,54times10^23 elétrons é

Passo 4

Calcular a resistência R do aquecedor:
R = VI = 115,000,8696 approx 132,25 Omega

Passo 5

Calcular a energia (calor) fornecida E = P,t:
E = 100,00 times 46800 = 4,68times10^6 J

Resposta

(a) Iapprox0,8696 A
(b) Napprox2,54times10^23 elétrons
(c) Rapprox132,25 Omega
(d) Qrm cal = Eapprox4,68times10^6 J

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