Num recipiente contendo 4,0 litros de água, a uma temperatura inicial de 20 °C, existe um resistor ôhmico, imerso na água, de resistência elétrica R = 1 Ω, alimentado por um gerador ideal de força eletromotriz E = 50 V, conforme o desenho abaixo. O sistema encontra-se ao nível do mar.
A transferência de calor para a água ocorre de forma homogênea. Considerando as perdas de calor desprezíveis para o meio, para o recipiente e para o restante do circuito elétrico, o tempo necessário para vaporizar 2,0 litros de água é
Dados:
- calor específico da água = 4 kJ/(kg∙°C);
- calor latente de vaporização da água = 2.230 kJ/kg;
- densidade da água = 1 kg/L.
Calcule a potência dissipada pelo resistor a partir da ddp do circuito e de sua resistência elétrica. Calcule a quantidade de calor total para produzir o aquecimento dos 4,0 litros de água (sensível) e a vaporização de 2,0 litros (latente). Tendo a potência e a energia total que deve ser fornecida, calcule o tempo necessário!