Um chuveiro domiciliar, que desenvolve potência de 5.200 W, quando instalado em uma diferença de potencial de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um chuveiro domiciliar, que desenvolve potência de 5.200 W, quando instalado em uma diferença de potencial de 220 V, tem toda a energia dissipada por seu resistor transferida para a porção de água que por ele passa. Em um dia em que a temperatura ambiente vale 20°C e, supondo-se que pelo chuveiro passe 52 gramas de água por segundo, pode-se afirmar corretamente que a temperatura com que a água sai do chuveiro vale em °C (Considere o calor específico sensível da água 4,0 J/g°C) A temperatura com que a água sai do chuveiro vale em °C (Mackenzie 2019)
- A) 52
- B) 50
- C) 45
- D) 40
- E) 30
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. A potência do chuveiro é P = 5200 W, que equivale a 5200 J por segundo. A vazão de água é 52 g por segundo, o calor específico da água é c = 4,0 J/g°C e a temperatura ambiente, que é a temperatura inicial da água, é 20°C. Passo 2: Relacionar a energia com o aquecimento. Como toda a energia dissipada pelo resistor é transferida para a água, a potência elétrica é igual à potência térmica recebida pela água: P = m/t × c × ΔT, em que m/t é a vazão de massa. Passo 3: Substituir os valores. 5200 = 52 × 4,0 × ΔT, ou seja, 5200 = 208 × ΔT. Passo 4: Calcular a variação de temperatura. ΔT = 5200 / 208 = 25°C. Passo 5: Achar a temperatura final. T final = 20 + 25 = 45°C. Passo 6: Conclusão. A alternativa correta é a C, 45°C, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 52°C seria igual ao valor da vazão em g/s, que não tem relação com a temperatura; B) 50°C corresponderia a um aquecimento de 30°C, que não é o resultado do cálculo; D) 40°C corresponderia a um aquecimento de 20°C, valor que não sai da equação; E) 30°C corresponderia a um aquecimento de 10°C, também incompatível com os dados.
💡 Dica: Use a fórmula da potência para calcular o aumento de temperatura da água.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter tomado diretamente a vazão de 52 g/s como resposta, sem montar a equação de calorimetria que relaciona potência, vazão, calor específico e variação de temperatura.
O aluno provavelmente errou o cálculo do aquecimento, obtendo 30°C de elevação (ou dobrou o valor correto de 25°C) e somou ao valor inicial, ou usou um calor específico incorreto na divisão.
CORRETA. Ao igualar a potência (energia por segundo) à quantidade de calor absorvida pela água (Q = m·c·ΔT), temos 5200 = 52·4·ΔT, resultando em ΔT = 25°C. Somando à temperatura inicial (20°C), a água sai a 45°C.
O aluno pode ter achado um aquecimento de 20°C, igual à temperatura ambiente, por confusão entre a temperatura inicial e a variação de temperatura, ou por erro na divisão de 5200 por 208.
O aluno obteve uma variação de 10°C por erro de cálculo ao dividir a potência pelo produto da vazão e do calor específico, e depois somou esse valor à temperatura ambiente.
Raio-X da questão
potência, calor específico, temperatura
avaliacao
potência elétrica · calor específico da água
estude calor sensível e cálculo de potência elétrica
Confundir potência com energia ou esquecer de converter unidades de massa e tempo.
tomada_decisao
cotidiano
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