Potência Térmica

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 30^o C. Se o calor específico da água é de 1 cal/g^oC 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/g^oC

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: