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CAIU NO VESTIBULAR!

2019

B (FCMSCSP 2019) Dois aquecedores elétricos, A e B, que contêm massas diferentes de água, m_A e m_B, à mesma temperatura inicial, foram montados com quatro resistores idênticos. No aquecedor A, dois desses resistores estão ligados em série. No aquecedor B, os outros dois resistores estão ligados em paralelo. Nos dois casos, os aparelhos são ligados à mesma diferença de potencial, U, constante.

Considerando que toda energia térmica dissipada pelos resistores é integralmente absorvida pelas massas de água e sabendo que, uma vez acionados os aquecedores, as respectivas massas de água sofrem a mesma variação de temperatura no mesmo intervalo de tempo, pode-se afirmar que a razão m_A/m_B é igual a

• a) 1/2
• b) 1/4
• c) 1/8
• d) 2
• e) 4

2018

D (FAC. ALBERT EINSTEIN – MEDICINA 2018) Um recipiente contendo 1 litro de água, a 20 °C, é colocado no interior de um forno de micro-ondas. O aparelho é ligado a uma tensão de 110 V e percorrido por uma corrente elétrica de 10 A. Após 40 minutos, verifica-se que ainda resta ¼ de litro de água líquida no recipiente. Determine o rendimento percentual aproximado desse aparelho.

• a) 19
• b) 25
• c) 71
• d) 77

A (UDESC 2018) Um recipiente com paredes adiabáticas contém 100 g de água a 20 ºC. Um resistor com resistência elétrica de 2,0 Ω é ligado a uma fonte de tensão de 12 V e é imerso na água. Desconsidere a capacidade térmica do recipiente, e assinale a alternativa que corresponde, aproximadamente, ao tempo necessário para a água atingir 30 ºC.

• a) 58 s
• b) 14 s
• c) 44 s
• d) 29 s
• e ) 87 s

A (UNICAMP 2018) Um conjunto de placas de aquecimento solar eleva a temperatura da água de um reservatório de 500 litros de 20 °C para 47 °C em algumas horas. Se no lugar das placas solares fosse usada uma resistência elétrica, quanta energia elétrica seria consumida para produzir o mesmo aquecimento? Adote 1,0 kg/litro para a densidade e 4,0 kJ/(kg∙°C) para o calor específico da água. Além disso, use 1 kWh = 10³ W x 3.600 s = 3,6 x 10⁶ J.

• a) 15 kWh.
• b) 26 kWh.
• c) 40.000 kWh.
• d) 54.000 kWh.

2017

B (PUCCAMP 2017) Um chef de cuisine precisa transformar 10 g de gelo a 0 °C em água a 40 °C em 10 minutos. Para isto utiliza uma resistência elétrica percorrida por uma corrente elétrica que fornecerá calor para o gelo. Supondo-se que todo calor fornecido pela resistência seja absorvido pelo gelo e desprezando-se perdas de calor para o meio ambiente e para o frasco que contém o gelo, a potência desta resistência deve ser, em watts, no mínimo, igual a:

Dados da água:
Calor específico no estado sólido: 0,50 cal/g°C
Calor específico no estado líquido: 1,0 cal/g°C
Calor latente de fusão do gelo: 80 cal/g
Adote 1 cal = 4 J

• a) 4.
• b) 8.
• c) 10.
• d) 80.
• e) 120.

• a) 0,50
• b) 1,00
• c) 1,25
• d) 1,50

D (UDESC 2017) É melhor optar por transmitir 10 GW de potência em longas distâncias, utilizando uma tensão alternada de 10 kV, do que transmitir a mesma potência diretamente em 220 V, em tensão alternada.
Assinale a alternativa que justifica o motivo desta escolha.

• a) A resistência dos fios é menor em altas tensões.
• b) Mais corrente é transmitida em altas tensões.
• c) O isolamento é mais eficaz em altas tensões.
• d) Há menos aquecimento nos fios de transmissão.
• e) O produto corrente vezes resistência ao longo dos fios é maior em altas tensões.

2016

C (FACULDADE DE MEDICINA ALBERT EINSTEIN 2016) Por decisão da Assembleia Geral da Unesco, realizada em dezembro de 2013, a luz e as tecnologias nela baseadas serão celebradas ao longo de 2015, que passará a ser referido simplesmente como Ano Internacional da Luz. O trabalho de Albert Einstein sobre o efeito fotoelétrico (1905) foi fundamental para a ciência e a tecnologia desenvolvidas a partir de 1950, incluindo a fotônica, tida como a tecnologia do século 21. Com o intuito de homenagear o célebre cientista, um eletricista elabora um inusitado aquecedor conforme mostra a figura abaixo. Esse aquecedor será submetido a uma tensão elétrica de 120 V, entre seus terminais A e B, e será utilizado, totalmente imerso, para aquecer a água que enche completamente um aquário de dimensões 30 cm x 50 cm x 80 cm. Desprezando qualquer tipo de perda, supondo constante a potência do aquecedor e considerando que a distribuição de calor para a água se dê de maneira uniforme, determine após quantas horas de funcionamento, aproximadamente, ele será capaz de provocar uma variação de temperatura de 36 °F na água desse aquário.

• a) 1,88
• b) 2,00
• c) 2,33
• d) 4,00

D (ESPCEX (AMAN) 2016) 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=2230 kJ/kg densidade da água=1 kg/L

2012

B (FUVEST 2012) Energia elétrica gerada em Itaipu é transmitida da subestação de Foz do Iguaçu (Paraná) a Tijuco Preto (São Paulo), em alta tensão de 750 kV, por linhas de 900 km de  comprimento. Se a mesma potência fosse transmitida por meio das mesmas linhas, mas em 30 kV, que é a tensão utilizada em redes urbanas, a perda de energia por efeito Joule seria, aproximadamente,

• a) 27.000 vezes maior.
• b) 625 vezes maior.
• c) 30 vezes maior.
• d) 25 vezes maior.
• e) a mesma.

B (AFA 2012) Um estudante dispõe de 40 pilhas, sendo que cada uma delas possui fem igual a 1,5 V e resistência interna de 0,25 W. Elas serão associadas e, posteriormente, ligadas num resistor de imersão de resistência elétrica igual a 2,5 W. Desejando-se elevar a temperatura em 10°C de 1000 g de um líquido cujo calor específico é igual a 4,5 J/(g∙°C), no menor tempo possível, este estudante montou uma associação utilizando todas as pilhas. Sendo assim, o tempo de aquecimento do líquido, em minutos, foi, aproximadamente, igual a:

• a) 5
• b) 8
• c) 12
• d) 15

B (PUC SP 2012) No reservatório de um vaporizador elétrico são colocados 300 g de água, cuja temperatura inicial é 20 °C. No interior desse reservatório encontra-se um resistor de 12 Ω que é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10 A quando o aparelho está em funcionamento. Considerando que toda energia elétrica é convertida em energia térmica e é integralmente absorvida pela água, o tempo que o aparelho deve permanecer ligado para vaporizar 1/3 da massa de água colocada no reservatório deve ser de:

Adote: 1cal = 4,2 J; Calor específico da água = 1,0 cal/(g ∙ °C); Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g; P = 1 atm.

• a) 3 min 37 s
• b) 4 min 33 s
• c) 4 min 07 s
• d) 36 min 10 s
• e) 45 min 30 s

2011

C (FEI 2011) Em um chuveiro de 220 V circula uma corrente elétrica de 20 A. Sabendo-se que a vazão de entrada no chuveiro é 100 mL/s de água a 20 ^oC, qual é a temperatura de saída da água?

Desconsiderar as perdas e utilizar: 1 cal = 4 J, densidade da água = 1,0 g/cm³, calor específico da água = 1,0 cal/g^oC.

• a) 24 ^oC
• b) 28 ^oC
• c) 31 ^oC
• d) 34 ^oC
• e) 40 ^oC

2010

C (MACKENZIE 2010) Paulo comprou um aquecedor elétrico, de especificações 5 000 W – 220 V, provido de um reservatório de volume 100 litros. Seu rendimento é 80 %. Estando completamente cheio com água e ligado corretamente, o tempo necessário para se aquecer essa água de 20 °C é:

Dados: massa específica da água = 1 g/cm³; calor específico da água = 1 cal/(g.°C) e 1 cal = 4,2 J

• a) 15 minutos
• b) 28 minutos
• c) 35 minutos
• d) 45 minutos
• e) 90 minutos

2009

C (ACAFE 2009) O volume de água de uma piscina olímpica é de aproximadamente 1800 m³ de água. A piscina é dividida em oito raias com 2,5 metros de largura cada, e sua temperatura permanece em 25°C. Admitindo que a massa de água encontra-se inicialmente a 15°C; no seu aquecimento a água passe de 15°C a 25°C, o que ocorre em 24 h, assinale a alternativa correta:

• a) A energia transferida do aquecedor à água é de 7,2. 10⁶
• b) A potência média do aquecedor é 100 W.
• c) A potência elétrica do aquecedor é capaz de energizar 100 lâmpadas, sendo cada uma delas de 100 W.
• d) A massa de água da piscina, a 25°C, localizada em um ginásio fechado, tende a provocar oscilações na temperatura do ambiente interno.

2008

A (PUC MG 2008) O ebulidor, dispositivo usado nas residências para o aquecimento da água, é um exemplo bem ilustrativo de aplicação do efeito JOULE. Esse fenômeno foi estudado no século XIX pelo cientista James P. Joule e consiste na transformação da energia elétrica perdida pelas cargas da corrente elétrica em calor.

Considere um ebulidor ligado a uma tensão de 120V imerso em um recipiente que contenha um litro de água a 20^°C. Admitindo-se que todo o calor originado da resistência elétrica seja transferido à água, o valor da resistência do ebulidor para que a água atinja a temperatura de 100^°C em 2,0 minutos será de, aproximadamente:

Considere: c = 4,18 J/g^°C e d_ÁGUA = 1 kg/L

• a) 5,5 Ω
• b) 16,5 Ω
• c) 3,5 Ω
• d) 8,5 Ω