Um capacitor de
é ligado a uma fonte de corrente contínua de 220 [V]. A seguir, a fonte é desligada e o capacitor é curto-circuitado. Quantas calorias são produzidas na descarga do capacitor, supondo que toda a carga foi gasta no aquecimento do fio? Dica: relação entre energia e capacitância e relação entre calorias e Joules. Re:
[cal].
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um capacitor de
ligado a uma fonte de
. Quando desligamos a fonte e curto-circuitamos o capacitor, toda a energia armazenada nele será liberada na forma de calor no fio. Para resolver isso, vamos precisar saber como calcular a energia armazenada em um capacitor e como converter essa energia de Joules para calorias.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia armazenada no capacitor. A fórmula para a energia (
) armazenada em um capacitor é:
Onde:
-
é a capacitância em Farads ( ) -
é a tensão em Volts ( )
Substituindo os valores que temos:
Calculando:
Passo 3
Agora, precisamos converter a energia de Joules para calorias. Sabemos que:
Então, para encontrar o valor em calorias:
Resposta
A energia produzida na descarga do capacitor é de aproximadamente
.