O elemento aquecedor de uma cafeteira opera a 120 V e transporta uma corrente de I=2,33 A.
Supondo que a água absorve toda a energia convertida pelo resistor, calcule quanto tempo leva para aquecer m=0,73 kg de água a partir da temperatura ambiente (23,0^circ C) até o ponto de ebulição. Use o calor específico de 4186 J /(kg C). De sua resposta em segundos.

Escolha uma opção:

A. 1422,34
B. 1223,52
C. nenhuma das outras
D. 841,54

Limpar minha escolha

Passo 1

Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma cafeteira que funciona com um elemento aquecedor de 120 V que transporta uma corrente de 2,33 , A. Queremos calcular quanto tempo leva para aquecer 0,73 , kg de água da temperatura ambiente (23 °C) até o ponto de ebulição (100 °C), sabendo que o calor específico da água é 4186 , J/(kg cdot °C). Para resolver isso, vamos precisar de conceitos de energia elétrica e de calorimetria.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a potência elétrica fornecida pelo elemento aquecedor. A potência ( P) é dada pela fórmula:
P = V times I
Onde V é a tensão (120 V) e I é a corrente (2,33 A).
P = 120 , V times 2,33 , A = 279,6 , W

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de energia necessária para aquecer a água. A energia ( Q) é dada pela fórmula:
Q = m times c times De
Onde m é a massa da água (0,73 kg), c é o calor específico da água ( 4186 , J/(kg cdot °C)) e De é a variação de temperatura.
Primeiro, calculamos De:
De
Então, a energia necessária é:
Q = 0,73 , kg times 4186 , J/(kg cdot °C) times 77 , °C approx 235.295 , J

Passo 4

Por fim, para encontrar o tempo necessário para fornecer essa energia, usamos a relação entre energia, potência e tempo:
Q = P times t
Rearranjando para encontrar o tempo ( t):
t = QP = 235.295 , J279,6 , W approx 841 , segundos

Resposta

A opção correta é D. 841,54.

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