Uma corrente de
, proveniente de uma fonte de 110 V , circulou num aquecedor, imerso num banho de água, por 8,5 minutos. Que quantidade de calor foi transferida para a água?
Passo 1
Dados fornecidos no enunciado e o que é pedido:
\n
\n
- Corrente elétrica:
.
\n - Tensão da fonte:
.
\n - Tempo em que a corrente circulou:
minutos.
\n - Pergunta: qual a quantidade de calor (energia térmica) transferida para a água durante esse intervalo?
\n
Observação importante (informação útil que o enunciado implicitamente sugere): o aquecedor está imerso no banho de água, ou seja, assumimos que a energia elétrica dissipada pelo aquecedor é convertida em calor absorvido pela água (isto é, desprezamos perdas para o ambiente).
Passo 2
Conceito e fórmula para potência elétrica: quando uma corrente
passa por um elemento submetido a uma tensão
, a potência elétrica instantânea fornecida é dada por
\n
Explicação didática: (volts) mede a “força elétrica” que empurra cargas;
(ampères) mede quantas cargas passam por segundo. O produto
tem unidade volt-ampère, que na prática para resistores corresponde a watts (
), isto é joules por segundo (
). Então
nos diz quantos joules de energia são entregues por segundo.
Explicação didática:
Passo 3
Aplicando a fórmula da potência aos números do enunciado:
\n
Faço a multiplicação passo a passo (sem calculadora): . Como
e
, então
. Assim
Faço a multiplicação passo a passo (sem calculadora):
\n
Interpretação: o aquecedor está entregando joules por segundo ao circuito (e, por imersão, à água).
Interpretação: o aquecedor está entregando
Passo 4
Conceito e fórmula para energia (quantidade de calor): a energia elétrica total fornecida em um intervalo de tempo
é
onde
está em joules se
estiver em watts e
em segundos. Esta energia elétrica, ao ser dissipada pelo aquecedor imerso, transforma-se em calor absorvido pela água (essa é a suposição que nos permite igualar energia elétrica entregue à energia térmica recebida pela água).
Passo 5
Converter o tempo para unidades compatíveis: o tempo dado é
minutos. Como
minuto tem
segundos,
\n
Explicação: sempre que usar em watts (joules por segundo), o tempo deve estar em segundos para que o produto
resulte em joules.
Explicação: sempre que usar
Passo 6
Calcular a energia usando os valores obtidos:
\n
Multiplicação feita em partes: e
. Somando,
Multiplicação feita em partes:
\n
Observação sobre a conta: escrevi os produtos parciais para que você consiga reproduzir na prova sem calculadora com multiplicações por 10, 100, 500 etc.
Observação sobre a conta: escrevi os produtos parciais para que você consiga reproduzir na prova sem calculadora com multiplicações por 10, 100, 500 etc.
Passo 7
Converter para uma unidade mais compacta (opcional, mas útil):
. Portanto
se arredondarmos com base nas cifras significativas dos dados (por exemplo,
tem três algarismos significativos, então expressar como
é razoável).
\n
Comentário prático e motivacional: você só precisou de duas fórmulas simples ( e
), atenção às unidades (minutos → segundos) e uma multiplicação. Tá indo bem — repete esse processo com outros exercícios que pega automático na prova!
\n
Comentário prático e motivacional: você só precisou de duas fórmulas simples (