Questão de Física — Temperatura, Calor, Dilatação Térmica e a Primeira Lei da Termodinâmica — CESPE / CEBRASPE 2019

Disponível em: www.superkid.pl. Acesso em: nov. 2016 (adaptado).

     A chaleira elétrica é um aparelho doméstico que utiliza uma resistência R para o aquecimento de líquidos. O tempo para aquecer determinado líquido depende da potência da chaleira.

     Pretende-se comparar o comportamento de uma chaleira quando conectada a uma tomada de 110 V e a uma tomada de 220 V. Para isso, realizaram-se os seguintes experimentos, em que o índice 1 se refere ao caso de conectar a chaleira à tomada de 110 V e o índice 2, à tomada de 220 V.

     Primeiro experimento: Para a mesma quantidade de massa de água, inicialmente a 0 °C, determinaram-se as temperaturas T ₁ e T ₂ que a massa de água atingiu, transcorrido determinado tempo de funcionamento da chaleira.

     Segundo experimento: Para a mesma quantidade de massa de água, inicialmente a 0 °C, determinaram-se os tempos t ₁ e t ₂ necessários para a massa de água atingir determinada temperatura final.

Considerando-se que a chaleira está em perfeito funcionamento e que toda a potência elétrica é transferida para a massa de água no processo de aquecimento, quais as relações entre T₁ e T₂ e entre t₁ e t₂?