Uma lâmpada de filamento de tungstênio de 100 W , aproveitando-se das perdas resistivas de seu filamento, absorve 100 joules de energia a cada segundo quando está ligada em uma tomada. Quanto de energia luminosa por segundo você espera que seja produzida, sendo que o princípio da conservação da energia deve ser preservado?
Passo 1
O enunciado fala de uma lâmpada de filamento de tungstênio marcada como
W, o que significa que ela absorve
J de energia da rede a cada segundo. O conteúdo aqui é o Princípio da Conservação da Energia, que diz que toda energia fornecida a um sistema (
J/s) deve aparecer na forma de energia de saída (calor
luz).
Passo 2
Identificamos a energia que entra no filamento: são
J por segundo (isto é,
W). Pelo Princípio da Conservação da Energia, a soma da energia térmica (calor) mais a energia luminosa emitida pela lâmpada deve igualar os
J/s que entram.
Passo 3
Se quisermos saber “quanto de energia luminosa por segundo” é produzido no máximo possível, basta admitir uma conversão total em luz (isto é, nenhuma perda térmica), o que daria
Resposta
Por conservação de energia, a lâmpada não pode emitir mais do que
J de luz por segundo.