Um aquecedor elétrico de água de 110 V aquece 0,1 L/s de água até 30 °C (a água estava inicialmente a 18 °C). Calcule a corrente em ampères que deve ser fornecida para esse aquecedor.

Passo 1

Vamos assumir que:

Este é um processo de fluxo constante, pois não há alterações com o tempo.

As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

As perdas de calor da água são insignificantes.

Sabemos que o calor específico e a densidade da água são:

c p = 4.18   k J / k g . º C

ρ = 1   k g / L

Vamos então fazer nossa análise:

O balanço de energia para este sistema de fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como:

E e n t - E s a í d a = Δ E s i s t = 0

Então,

E e n t = E s a í d a

m h 1 + W e , e n t = m h 2

V I = m c p ( T 2 - T 1 )

Passo 2

Então, a taxa de fluxo de massa da água é:

m   =   ρ V   =   ( 1 k g / L ) ( 0.1 L / s ) = 0.1   k g / s

Então, substituindo na equação do balanço energético e resolvendo em função da corrente temos:

I   =   m c p ( T 2 - T 1 ) V = 45.6   A

Resposta

I   =   m c p ( T 2 - T 1 ) V = 45.6   A

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