Enunciado
Física - Moysés - Vol. 2 - Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 7
Um calorímetro de capacidade térmica igual a contém uma mistura de de água e de gelo, em equilíbrio térmico. Mergulha-se nele um aquecedor elétrico de capacidade térmica desprezível, pelo qual se faz passar uma corrente, com potência constante. Após minutos, o calorímetro contém água a . O calor latente de fusão é . Qual é a potência (em ) do aquecedor?
Passo 1
O calor que é fornecido pelo aquecedor será distribuído entre o calorímetro, a água e o gelo, então:
Passo 2
O calor consumido durante a fusão do gelo é:
E essa fusão vai resultar em mais de água, além das que já estavam derretidas. Quando a temperatura dessa massa de água sobe para , o calor absorvido é:
E para o calorímetro:
E então:
Passo 3
Vamos converter essa energia para joules:
E essa energia é transferida para o sistema ao longo de minutos, ou segundos. Então a potência é:
Resposta
A potência do aquecedor é .