Potência de uma Fonte Térmica
Considere uma chaleira cheia de água sendo aquecida pela chama do fogão. O aquecimento ocorre mais rapidamente quando a chama está alta ou baixa?
É claro que é com a chama alta, que tema maior potência térmica.
A potência térmica mede a rapidez com que o calor é trocado entre dois corpos.
Para determinar a potência térmica de uma fonte térmica que fornece uma quantidade de calor Q num intervalo de tempo Dt, faz-se a razão entre as grandezas:
A potência é dada no SI por watt (W), mas usualmente tem-se: cal/s; cal/min; kcal/min.
Exercício resolvido
1. Num experimento, aquece-se um corpo com o objetivo de determinar sua capacidade térmica. Para tanto, utiliza uma fonte térmica, de potência constante, que fornece 30 calorias por segundo e constrói o gráfico a seguir.
A capacidade térmica do corpo é:
a) 15 cal/°C
b) 20 cal/°C
c) 30 cal/°C
d) 40 cal/°C
e) 50 cal/°C
Resolução:
Para determinar a capacidade térmica, deve-se determinar o calor recebido para a variação de temperatura de 40 °C.
Q = P . Dt
Q = 30 . 20 = 600 cal
Resposta, alternativa A
2. Uma fonte térmica é utilizada, por imersão, para aquecer 200 g de água, durante um intervalo de tempo de 5 min, variando a temperatura da água em 30o C. Se o calor específico da água é de 1 cal/goC e 1 cal = 4,18 J, a potência dessa fonte é de:
a) 125,4 W
b) 100 W
c) 95,2 W
d) 83,6 W
e) 75 W
Resolução:
Dados fornecidos:
m = 200 g
Dt = 5 min = 300 s
Dq = 30 oC
c = 1 cal/goC
1 cal = 4,18 J
Primeiro, determina-se a quantidade de calor fornecida para a água:
Q = m . c. Dq
Q = 200 . 1 . 30
Q = 6.000 cal x 4,18 = 25.080 J
Determinando a potência, tem-se:
