Um chuveiro elétrico que funciona em 220 V possui uma chave que comuta entre as posições “verão” e “inverno”. Na posição “verão”, a sua resistência elétrica tem o valor 22 Ω, enquanto na posição “inverno” é 11 Ω. Considerando que na posição “verão” o aumento de temperatura da água, pelo chuveiro, é 5 °C, para o mesmo fluxo de água, a variação de temperatura, na posição “inverno”, em °C, é
2,5
5,0
10,0
15,0
20,0
Resolução
A potência elétrica indica a energia que o chuveiro transforma em calor a cada segundo. Para uma resistência elétrica, usamos a relação: potência = tensão²/resistência. Como a tensão permanece em 220 V, diminuir a resistência aumenta a potência.
Na posição “verão”, a potência é 220²/22 = 2.200 W. Na posição “inverno”, a potência é 220²/11 = 4.400 W. Portanto, no inverno, o chuveiro fornece o dobro de energia por segundo.
Com o mesmo fluxo de água, a massa aquecida a cada segundo também é a mesma. Pela relação calor recebido = massa × calor específico × variação de temperatura, mantendo a massa e o calor específico da água, o dobro de calor produz o dobro da variação de temperatura. Consideramos desprezíveis as perdas de calor para o ambiente.
Assim, a variação de temperatura na posição “inverno” é 2 × 5 = 10,0 °C.