O elemento aquecedor de uma cafeteira opera a 120 V e transporta uma corrente de
.
Supondo que a água absorve toda a energia convertida pelo resistor, calcule quanto tempo leva para aquecer
de água a partir da temperatura ambiente
até o ponto de ebulição. Use o calor específico de
. De sua resposta em segundos.
Escolha uma opção:
A. 1422,34
B. 1223,52
C. nenhuma das outras
D. 841,54
Limpar minha escolha
Supondo que a água absorve toda a energia convertida pelo resistor, calcule quanto tempo leva para aquecer
B. 1223,52
C. nenhuma das outras
D. 841,54
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
. Queremos calcular quanto tempo leva para aquecer
de água da temperatura ambiente (23 °C) até o ponto de ebulição (100 °C), sabendo que o calor específico da água é
. 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 (
) é dada pela fórmula:
Onde
é a tensão (120 V) e
é a corrente (2,33 A).
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de energia necessária para aquecer a água. A energia (
) é dada pela fórmula:
Onde
é a massa da água (0,73 kg),
é o calor específico da água (
) e
é a variação de temperatura.
Primeiro, calculamos
:
Então, a energia necessária é:
Passo 4
Por fim, para encontrar o tempo necessário para fornecer essa energia, usamos a relação entre energia, potência e tempo:
Rearranjando para encontrar o tempo (
):
Resposta
A opção correta é D. 841,54.