Chuveiros elétricos

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Chuveiros elétricos

  1. 1. CHUVEIROS ELÉTRICOS Estevão Antunes Júnior 219008 FIS01138 - Física Aplicada I
  2. 2. PERGUNTAS INTERESSANTES • Porque o chuveiro só funciona quando passa água? • O que faz com que a água esquente? Como isso funciona? • Por que a água esquenta mais quando está saindo em pouca quantidade? • Qual é a diferença de mudar para inverno e verão? • Como se dá a proporção da quantidade de calor transmitida no sistema?
  3. 3. DIAFRAGMA • Responsável pelo fechamento do circuito • Explica por que o chuveiro não funciona se não passar água Figura 1: Esquema explicativo de um chuveiro.
  4. 4. RESISTORES • Responsáveis por diminuir o fluxo de corrente elétrica • São constituídos de um material condutor elétrico • Estão contidos em praticamente todos os aparelhos eletrônicos Figura 2: Resistores diversos.
  5. 5. LEIS DE OHM • Primeira Lei de Ohm: A razão entre a tensão aplicada e a corrente elétrica é a Resistência. R = V/i • Segunda Lei de Ohm: A resistência é diretamente proporcional ao seu comprimento e inversamente proporcional à sua área de sessão reta. A constante para promover a igualdade se dá pela resistividade (ρ), que é propriedade do material. R = ρ. L/A L A
  6. 6. EFEITO JOULE • Resistência como “transformador” de energia elétrica em energia térmica • A corrente elétrica passa pela resistência alterando a energia cinética das partículas, ou seja, alterando a energia interna • Como a resistência e a corrente estão interligadas pela Lei de Ohm e a importância da corrente é muito maior por estar ao quadrado, quanto maior for a resistência, menor é a corrente elétrica e menor é o calor cedido e vice-versa. Q = R.i².t (corrente contínua) (corrente alternada)
  7. 7. EFEITO JOULE • Simulação representativa do Efeito Joule utilizando a plataforma PhET.
  8. 8. INVERNO / VERÃO Figura 3: Resistência de chuveiro. Figura 4: Circuito exemplificando a mudança entre inverno e verão.
  9. 9. RELAÇÃO COM A VAZÃO • É natural pensar que, quando a água sai em pouca quantidade, a energia gerada pelo Efeito Joule é transmitida para um volume de água menor, o que implica em um aquecimento mais rápido. • Quanto maior for a quantidade de volume de água por unidade de tempo (vazão), menor é o aquecimento e vice- versa.
  10. 10. P (W) P (cal/s) c (cal/gºC) d (g/cm³) Vz (cm³/s) dT (ºC) 4000,00 955,40 1,00 1,00 15,00 63,69 4000,00 955,40 1,00 1,00 30,00 31,85 4000,00 955,40 1,00 1,00 45,00 21,23 4000,00 955,40 1,00 1,00 60,00 15,92 4000,00 955,40 1,00 1,00 75,00 12,74 4000,00 955,40 1,00 1,00 90,00 10,62 4000,00 955,40 1,00 1,00 105,00 9,10 4000,00 955,40 1,00 1,00 120,00 7,96 4000,00 955,40 1,00 1,00 135,00 7,08 RELAÇÃO COM A VAZÃO Tabela 1: Valores hipotéticos relacionando a variação da temperatura e a vazão de água utilizando dados da Ducha Lorenzetti.
  11. 11. RELAÇÃO COM A VAZÃO Gráfico 1: Relação entre a variação da temperatura e a vazão. Se a potência for menor Se a potência for maior
  12. 12. QUEIMA DA RESISTÊNCIA • Água possui um grande calor específico, ou seja, é um excelente condutor de calor. • A resistência é aquecida pelo Efeito Joule a uma temperatura muito elevada. •A água em torno da resistência é importante para que ela não se funda. Temperaturas de Fusão: Ferro: 1536 ºC Alumínio: 660 ºC
  13. 13. REFERÊNCIAS • Aplicações do Efeito Joule: Chuveiros Elétricos. Disponível em http://www.efeitojoule.com/2010/02/aplicacoes-efeito-joule-chuveiro.html. Acesso em: 12/03/2014. • Aplicativo Efeito Joule: Battery-Resistor Circuit. Disponível em http://phet.colorado.edu/en/simulation/battery-resistor-circuit. Acesso em: 16/03/2014. • Como funciona um Chuveiro Elétrico (EL033). Disponível em http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletrica-domiciliar/2936- el033.html. Acesso em 12/03/2014. • Lei de Joule. Disponível em http://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Joule. Acesso em 10/03/2014.
  14. 14. REFERÊNCIAS • Metais usado para resistências de chuveiros. Disponível em http://www.if.ufrgs.br/cref/?area=questions&id=414. Acesso em 16/03/2014. •MOREIRA, J. Chuveiro Elétrico. Disponível em http://ilustrandonossafisica.blogspot.com.br/2010/08/chuveiro-eletrico.html. Acesso em 15/03/2014. •Ponto de Fundição de alguns metais. Disponível em: http://evandro- august.blogspot.com.br/2012/03/ponto-de-fundicao-de-alguns-metais- aco.html. Acesso em 16/03/2014. • Potências dissipadas em Chuveiros. Disponível em http://www.lorenzetti.com.br/resistencias.asp. Acesso em 15/03/2014. • Resistência para chuveiro elétrico com pequena duração. Disponível em: http://www.if.ufrgs.br/cref/?area=questions&id=728. Acesso em 15/03/2014.
  15. 15. REFERÊNCIAS DAS IMAGENS • Figuras 1 e 4: Disponíveis em: http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletrica-domiciliar/2936- el033.html. Acesso em 12/03/2014. • Figura 2: Disponível em: http://multilogica- shop.com/imagens/outros/Conjunto_com_240_resistores_de_0-25W_M.jpg. Acesso em 10/03/2014. • Figura 3: Disponível em: http://3.bp.blogspot.com/- b_GrhOqxZyU/Ty_SXeYQPqI/AAAAAAAAB8g/UftO- OTQHbo/s1600/366.jpg. Acesso em 12/03/2014.

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