Um chuveiro elétrico que funciona em 220 V possui uma chave que comuta entre as posições “verão” e “inverno”. Na posição “verão”, a sua resistência elétrica tem o valor 22 Ω, enquanto na posição “inverno” é 11  Ω. Considerando que na posição “verão” o aumento de temperatura da água, pelo chuveiro, é 5 °C, para o mesmo fluxo de água, a variação de temperatura, na posição “inverno”, em °C, é  

  • a

    2,5 

  • b

    5,0 

  • c

    10,0 

  • d

    15,0 

  • e

    20,0

A partir da definição de potência aplicada para trocas de calor, a potência fornecida (útil) do chuveiro pode assim ser obtida:

começar estilo tamanho matemático 14px reto P com reto u subscrito espaço igual a espaço reto Q sobre Δt espaço espaço espaço seta dupla para a direita espaço espaço espaço reto P com reto u subscrito espaço igual a espaço numerador reto m espaço vezes espaço reto c espaço vezes espaço Δθ sobre denominador Δt fim da fração fim do estilo

Sendo começar estilo tamanho matemático 14px reto m sobre Δt fim do estilo a vazão em massa (Zm), tem-se:

começar estilo tamanho matemático 14px P com u subscrito espaço igual a espaço Z com n subscrito vezes c vezes incremento teta fim do estilo

A potência elétrica (total) do chuveiro é:

começar estilo tamanho matemático 14px reto P com reto T subscrito espaço igual a espaço reto U ao quadrado sobre reto R fim do estilo

Admitindo que toda energia elétrica é transformada em térmica:

começar estilo tamanho matemático 14px P com u subscrito espaço igual a espaço P com T subscrito espaço seta dupla para a direita espaço Z com m subscrito vezes espaço c vezes incremento teta espaço igual a espaço U ao quadrado sobre R R vezes incremento teta espaço igual a espaço numerador U ao quadrado sobre denominador Z com m subscrito vezes c fim da fração fim do estilo

Como a d.d.p. (U), a vazão em massa (Zm) e o calor específico (c) são constantes, podemos dizer que:

começar estilo tamanho matemático 14px reto R espaço vezes espaço Δθ espaço igual a espaço numerador reto U ao quadrado sobre denominador reto Z com reto m subscrito espaço vezes espaço reto c espaço fim da fração espaço igual a espaço parêntese esquerdo constante parêntese direito fim do estilo
Assim:

começar estilo tamanho matemático 14px tabela linha com célula com reto R com 1 subscrito espaço vezes espaço Δθ com 1 subscrito fim da célula igual a célula com reto R com 2 subscrito espaço vezes espaço Δθ com 2 subscrito fim da célula linha com célula com 22 espaço vezes espaço 5 fim da célula igual a célula com 11 espaço vezes espaço Δθ com 2 subscrito fim da célula fim da tabela espaço então espaço espaço espaço espaço Δθ com 2 subscrito espaço igual a espaço 10 espaço estreito sinal de grau reto C espaço em moldura de caixa fecha moldura fim do estilo