Exercícios - Efeito Joule

Questões de vestibular de física sobre o efeito Joule: resistor, resistência elétrica, potência, corrente e aquecimento da água em uma cafeteira elétrica.
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Exercício 1: (UFSC 2018/2)

Cheirinho de café recém-feito no início da manhã. Coisa boa, não é? É difícil alguém que não goste. Tem quem goste de café expresso, café coado no pano, café solúvel e até de cafeteira elétrica. Não importa a maneira de fazê-lo, o aroma é ótimo. Especialistas dizem que a temperatura ideal da água para o preparo do café é de 90,0 ºC.

Uma forma de fazê-lo é na cafeteira elétrica, representada no esquema abaixo.

Adiciona-se 1,0 L de água fria (20,0 ºC) em um recipiente. A água passa por uma base metálica em contato com um resistor elétrico ôhmico, onde ela é aquecida e conduzida para o filtro de papel. O mesmo resistor serve, também, para manter o café aquecido dentro do recipiente enquanto estiver em contato com a base metálica.

Sabendo que a cafeteira em questão tem uma potência de 660 W e que está ligada à rede elétrica residencial de 220 V, é correto afirmar que:

1)	o aquecimento da água é consequência do efeito Joule que ocorre no resistor e uma maneira de aumentar o efeito Joule é aumentar o valor da resistência elétrica do resistor.
2)	uma forma de aumentar o valor da resistência do resistor é aumentar o seu comprimento ou aumentar a área da sua secção transversal.
4)	a resistência da cafeteira vale aproximadamente 73,33 Ω e uma corrente de 3,0 A a percorre.
8)	para aquecer a quantidade de 1,0 L de água de maneira ideal, foram fornecidas 70,0 kcal na forma de calor sensível.
16)	o fenômeno que explica o deslocamento da água fria, que passa pela base metálica aquecida até o filtro de papel sem nenhum tipo de bomba, é a convecção, em que a água fria, menos densa, desce e a água quente, mais densa, sobe.
32)	o café é mantido aquecido dentro do recipiente somente pelo processo de transferência de calor, proveniente da base metálica aquecida, denominado convecção.
64)	o tempo necessário para elevar a temperatura da água até 90 ºC é maior do que 7 min.