(UNESP) Acende-se uma lâmpada de 100 W que está imersa num calorímetro transparente contendo 500 g de água. Em 1 minuto e 40 segundos a temperatura da água sobe
. Qual porcentagem de energia elétrica fornecida à lâmpada é convertida em luz? (Considere o calor específico da água 4,2 Joules/g .
e que a luz produzida não é absorvida pelo calorímetro. Despreze a capacidade térmica do calorímetro e da lâmpada).
Passo 1
O enunciado trata de um problema de calorimetria e rendimento de uma lâmpada. Temos uma lâmpada de potência elétrica
imersa em
de água, e em
a temperatura da água sobe
. Vamos calcular (1) a energia elétrica fornecida, (2) o calor ganho pela água, (3) a energia “não convertida em calor” (que corresponde à luz), e (4) o rendimento em porcentagem.
Passo 2
A energia elétrica fornecida pela lâmpada em
é
Passo 3
O calor absorvido pela água é dado por
onde
,
e
. Assim,
Passo 4
A energia que não virou calor na água corresponde ao que foi emitido como luz:
Passo 5
O rendimento (porcentagem de energia elétrica convertida em luz) é