Uma diferença de potencial de 120 V é aplicada a um aquecedor de ambiente cuja resistência de operação é de (43 Ω). (a) Qual é a taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica? (b) Qual o custo de 5,0 h de uso do aquecedor se o preço da eletricidade é $ 0.05 / W - h?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre um aquecedor elétrico que está recebendo uma diferença de potencial de 120 V e tem uma resistência de 43 Ω. Vamos precisar usar conceitos de energia elétrica, potência elétrica e custo de energia para resolver as duas partes da questão.
Passo 2
Parte (a): Qual é a taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica?
Primeiro, precisamos encontrar a potência elétrica do aquecedor, que é a taxa na qual a energia elétrica está sendo convertida em energia térmica. A fórmula para potência elétrica ($ P
V
R $) é:
Aqui, $ V = 120 , V $ e $ R = 43 , \Omega $. Vamos calcular:
Então, a potência é aproximadamente 334,88 watts.
Passo 3
Parte (b): Qual o custo de 5,0 h de uso do aquecedor se o preço da eletricidade é $0,05 por W-h?
Agora, vamos calcular a energia consumida pelo aquecedor em 5 horas. A energia ($ E
t $):
Sabemos que $ P \approx 334,88 , W $ e $ t = 5,0 , h $. Então:
Agora, para encontrar o custo, multiplicamos a energia consumida pelo preço por W-h:
Resposta
(a) A taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica é de aproximadamente 334,88 W.
(b) O custo de 5,0 horas de uso do aquecedor é de $83,72.