O manual de uma ducha elétrica informa que seus três níveis de aquecimento (morno, quente e superquente) apresentam as seguintes

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