O manual de uma ducha elétrica informa que seus três níveis de aquecimento (morno, quente e superquente) apresentam as seguintes variações de temperatura da água em função de sua vazão:
Utiliza-se um disjuntor para proteger o circuito dessa ducha contra sobrecargas elétricas em qualquer nível de aquecimento. Por padrão, o disjuntor é especificado pela corrente nominal igual ao múltiplo de 5 A imediatamente superior à corrente máxima do circuito. Considere que a ducha deve ser ligada em 220 V e que toda a energia é dissipada através da resistência do chuveiro e convertida em energia térmica transferida para a água, que apresenta calor específico de 4,2 Jg°C e densidade de 1 000 gl . O disjuntor adequado para a proteção dessa ducha é especificado por:
A) 60 A
B) 30 A
C) 20 A
D) 10 A
E) 5 A
Solução
Para esse exercício, vamos precisar das seguintes equações
onde Q é a quantidade de calor, m é a massa, c é o calor específico, T é a temperatura, P é a potência e t é o tempo.
Substituindo Q na equação da potência, temos:
Teremos que converter a massa em função de sua densidade
Dessa forma:
Em que V/t é a vazão da água (Z)
A vazão de 3 L/min deve ser convertida para segundos, para se enquadrar no SI (Sistema Internacional de unidades).
Assim a potência apa o superquente será:
Sabendo que a potência elétrica é dada por
Em que i é aproximadamente 30A
Alternativa B
