Um capacitor de 500[mu F] 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: U=2,89 [cal].

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um capacitor de 500,muF ligado a uma fonte de 220,V. 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 ( U) armazenada em um capacitor é:
U = 12 C V^2
Onde:
  • C é a capacitância em Farads ( F)
  • V é a tensão em Volts ( V)
Substituindo os valores que temos:
U = 12 times 500 times 10^-6,F times (220,V)^2
Calculando:
U = 12 times 500 times 10^-6 times 48400
U = 12 times 500 times 10^-6 times 48400 = 12 times 24.2 = 12.1,J

Passo 3

Agora, precisamos converter a energia de Joules para calorias. Sabemos que:
1,cal = 4,184,J
Então, para encontrar o valor em calorias:
U = 12.1,J4,184,J/cal approx 2,89,cal

Resposta

A energia produzida na descarga do capacitor é de aproximadamente 2,89,cal.

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