Dorf P1.5-2:Um forno elétrico é atravessado por uma corrente constante de 10 A que entra no terminal positivo com uma tensão de 110 V . O forno é usado durante duas horas. (a) Determine a carga em Coulombs que atravessa o forno. (b) Determine a potência recebida pelo forno. (c) Se a energia elétrica custa 12 centavos o quilowatt-hora, determine o custo da energia elétrica usada para alimentar o forno durante duas horas.

Passo 1

O enunciado descreve um forno elétrico percorrido por uma corrente contínua de I=10,A, com uma diferença de potencial de V=110,V, em funcionamento por t=2 h.
Conteúdo: circuito DC elementar — carga elétrica, potência e energia.
Fórmulas que vamos usar:
Q = I\,t;
P = V\,I;
E = P\,t;
custo = E (em kWh) \times preço por kWh.

Passo 2

Para achar a carga Q, convertemos o tempo em segundos e aplicamos Q=I\,t. Temos
t = 2\text{ h} = 2\times3600\text{ s} = 7200\text{ s},
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Q = 10\text{ A}\times7200\text{ s} = 7{,}2\times10^{4}\text{ C}.

Passo 3

Para determinar a potência P que o forno recebe, usamos P=V\,I. Assim,
P = 110\text{ V}\times10\text{ A} = 1100\text{ W} = 1{,}1\times10^{3}\text{ W}.

Passo 4

A energia consumida em duas horas é
E = P\,t = 1100\text{ W}\times2\text{ h} = 2200\text{ Wh} = 2{,}2\text{ kWh}.
Como o custo da energia é de 12 centavos por kWh, o gasto é
\text{custo} = 2{,}2\text{ kWh}\times12\text{ centavos/kWh} = 26{,}4\text{ centavos}.

Resposta

(a) Q = 7{,}2\times10^{4},C
(b) P = 1{,}1\times10^{3},W
(c) 26{,}4 centavos

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