Energía disipada en una resistencia (3228)

, por F_y_Q

Un calentador eléctrico, que se usa para hervir pequeñas cantidades de agua, consta de una espiral de 15 \ \Omega que está inmersa directamente en el agua y funciona enchufada a 120 V de tensión. ¿Cuánto tiempo es necesario para que este calentador eleve la temperatura de 0.50 kg de agua de 13 ^oC al punto normal de ebullición?


SOLUCIÓN:

En primer lugar debes calcular la energía necesaria para calentar el agua:

Q  = m\cdot c_e\cdot (T_f - T_i)

Tienes que expresar la masa en g, el calor específico del agua líquida es 4.18\ \frac{J}{g\cdot ^oC} y la temperatura final tiene que ser 100 ^oC:

Q = 500\ g\cdot 4.18\frac{J}{g\cdot \cancel{^oC}}\cdot (100 - 13)\cancel{^oC} = \color[RGB]{0,112,192}{\bf 181\ 830\ J}


La energía disipada en la resistencia eléctrica es:

E = \frac{\Delta V^2\cdot t}{R}\ \to\ t  = \frac{Q\cdot R}{\Delta V^2}

(Debes considerar que la energía disipada ha de ser igual a la que has calculado para el calentamiento del agua):

t = \frac{181\ 830\ J\cdot 15\ \Omega}{120^2\ V^2} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bf 189.4\ s}}