Qual chuveiro esquenta mais a água?

Qual chuveiro esquenta mais a água?

A polêmica, qual chuveiro esquenta mais a água, de acordo com a figura ao lado, foi proposta recentemente por Donizete Silva no grupo Universo da Eletricidade no facebook.

Muita coisa foi dita por lá e achei que merecia um post sobre o assunto.

Qual chuveiro esquenta mais?

Qual chuveiro esquenta mais?

Como eu adoro polêmicas vou começar com uma provocação.

Na verdade o correto seria perguntar: – onde a resistência ficaria mais fria, isto se ela estiver dentro d’água e deveria estar, pois se não irá queimar rapidinho.

Como assim, você deve estar achando que eu pirei, não é mesmo?

Qual a resistência que fica mais fria? Que história é essa?

Já que estamos de falando esquentar, apresento-lhe a seguinte situação para “esquentar” a sua cabeça.

Você chega na padaria e pede um copo de café com leite quente.

A garçonete lhe entrega um copo tão quente que você nem consegue segurar, aí você pede a ela que “passe para outro copo para esfriar”.

Quando ela lhe retorna o “novo” copo você tem a sensação de que agora o café com leite está mais frio, correto?

Errado. Reparou que eu coloquei a palavra sensação em negrito?

Não acredita no que estou dizendo, então vou “provar”.

Se em vez da garçonete fazer a troca de copos ela lhe oferecesse um copo para você mesmo trocar, você notaria obviamente que o copo que ela lhe deu estava “frio”, ou melhor, na temperatura ambiente.

Feita a troca, você ainda acha que o café com leite está quente e pede um terceiro copo.

A garçonete lhe olha com cara feia, resmunga X!ᢽ7()#3=& (impublicável, pode ter menores lendo e aqui não é a novela das oito) e lhe dá “mais um copo” (frio).

Ao trocar de copo, pela segunda vez, você percebe que o segundo copo, que agora está vazio, não está mais a temperatura ambiente como quando a garçonete lhe entregou (com cara feia) e sim um pouco morno.

Onde estou querendo chegar com isso?

Para fazer a comparação dos chuveiros, em primeiro lugar devemos pressupor que ambos estarão recebendo o mesmo volume de água a mesma temperatura.

Fisicamente não é a água que esquenta e sim a resistência que esfria, porque a transferência de calor ocorre do corpo mais quente para o mais frio.

Transferência de calor

Transferência de calor

Tanto isto é verdade que se você ligar o chuveiro sem que esteja passando água a resistência irá “queimar”, ou melhor, fundir já que o calor produzido nela não estará sendo transferido para outro corpo, ou seja, a água.

Não acredita? Então por que usamos dissipador de calor nos transistores ou na CPU do computador, por exemplo?

Para esquentar o dissipador ou para esfriar o transistor?

Já parou para pensar nisso? Então, essa é a hora de pensar.

Voltando ao nosso banho de água quente (ou fria) vamos relacionar alguns tópicos para que possamos fazer a comparação de forma criteriosa e não pelo método “eu acho”.

  • Considerando a foto tem-se a impressão que o comprimento total do fio da resistência A é menor do que da resistência B.
  • Entretanto, não está explicito que a resistividade do fio das duas é a mesma. Vamos assumir que seja igual nos casos, bem como a área da secção transversal o que nos garantiria que o valor ôhmico da resistência A seria menor que o da resistência B.
  • Os dois chuveiros estão alimentados com a mesma tensão e durante o mesmo tempo?
  • O tempo de acionamento da chave que liga a resistência quando inicia a passagem da água é igual em ambos os chuveiros?
  • E finalmente, uma observação mais teórica, mas que não pode desprezada, é saber se os recipientes dos chuveiros onde as resistências estão colocadas são exatamente iguais, seja no material usado para construí-los, seja no volume de água que comportam.

A segunda lei de Ohm

Vamos destrinchar um pouco o item 2 apresentando a relação conhecida como segunda lei de Ohm que nos dá o valor ôhmico da resistência de um corpo (no caso um fio) em função de três parâmetros : comprimento (l), a área da seção transversal (A) e resistividade elétrica ou resistência específica (ρ) .

Antes mostrar como se calcular a resistência a partir da segunda  Lei de Ohm, talvez valha a pena falar um pouco sobre a resistividade elétrica que costuma ser representada por uma letra estranha que parece um “p”, mas na verdade é a letra grega denominada “rô”.

Fórmula da segunda Lei de Ohm

Fórmula da segunda Lei de Ohm

Define-se resistividade elétrica (ou resistência específica) como a “dificuldade” que um determinado material oferece a passagem da corrente elétrica e que não deve ser confundido com resistência elétrica embora ambas estejam relacionadas.

A resistividade é uma propriedade ou característica de cada material em uma determinada temperatura (geralmente medida a 20ºC) e expressa em Ω.m/mm2 .

Na tabela abaixo temos o valor da resistividade de alguns materiais condutores mais usuais.

Tabela de resistividade elétrica

Tabela de resistividade elétrica

Analisando a fórmula para o cálculo da resistência ôhmica (segunda Lei de Ohm) de um pedaço de fio pode-se concluir intuitivamente que para um mesmo material quanto maior o comprimento (l) maior será a resistência ôhmica e quanto maior for a área da seção transversal (grossura do fio), menor será a resistência ôhmica.

Seção transversal de um condutor

Seção transversal de um condutor

Esquentando a resistência do chuveiro

O aquecimento (não estou falando de temperatura que é outra coisa) produzido na resistência do chuveiro pela passagem da corrente elétrica, ou seja, a transformação de energia elétrica em energia térmica pode ser expressa pela potência elétrica que neste caso coincide com a potência real, pois o circuito pode ser considerado puramente resistivo será expresso em watts.

Para calcular esta potência podemos usar a fórmula:                                                     

Fórmula para cálculo da potência real

Fórmula para cálculo da potência real

Da qual se conclui facilmente que a potência (P) é inversamente proporcional a resistência (R) ou, no popular, quanto maior a resistência menor a potência e vice versa (para a mesma tensão E).

Considerações finais (como dizem os advogados)

Considerando os itens 1, 2 e 3 como verdadeiros, então a resistência A produzirá uma potência maior que a resistência B, já que sua resistência ôhmica será menor. Potência maior implica em mais “calor” emitido.

Conclusão

A meu ver a pergunta foi mal formulada, pois deixou de forma subjetiva, mas não explicita, que a resistência ôhmica de A pode ser menor que a de B pelo simples fato de que seu comprimento é menor sem mencionar a área da secção reta do fio (que fica também implícita como igual), mas não mencionar a resistividade, que é um dado relevante, eu considero uma “omissão grave”.

Sendo assim, já que está na moda, esta questão, “data vênia”, pode ser “judicializada” e cabe recurso no STF!

Antes de encerrar preciso deixar aqui registrada a valiosa colaboração do meu amigo Prof. Cesar Bastos com quem tiver a honra de trabalhar durante oito anos na Fundação CECIERJ.

Sua paciente leitura e releitura deste texto ajudando-me “ajustar” algumas palavras para expressar, com maior precisão e da forma mais simples possível, conceitos físicos envolvendo questões pertinentes à energia térmica para que não se confundam termos como calor, aquecimento e temperatura que na linguagem popular se misturam e são entendidos como “a mesma coisa”.

Qual chuveiro esquenta mais a água?
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Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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    9 Comentários

    1. só um questionamento, me desculpe a ignorância, mas se colocar uma resistência de 5500 num chuveiro da mesma marca, mas que conste 7500 dá certo ??? o que diferencia um chuveiro do mesmo fabricante e “modelo” é simplesmente a potência pelo tipo de resistência que ostenta ??

    2. sendo mais prático, podemos concluir que A tem mais potência que B, ou seja esquenta mais…é isso ?? digamos que A tem 5000 Watts e B tem 4000 Watts

      • Paulo Brites

        Olá Wilson
        Teoricamente um chuveiro com potência maior, se forem da mesma marca, portanto com as mesmas características físicas deverá esquentar mais.
        Colocar uma resistência para MENOR potência no que foi fabricado com resistência para MAIOR potência não deve apresentar problemas, já o inverso é duvidoso, pois os contatos podem ser diferentes (não posso afirmar, depende do fabricante).

    3. Massao

      Amigo! As pessoas que acharam este post buscavam , com certeza, outra resposta! Qual marca modelo de chuveiro esquenta mais! Não uma aula de elétrica!

      • Paulo Brites

        Caro Masao
        Eu uso o método de Sócrates que tem como base a construção do conhecimento e não a resposta pronta. Como professor sempre trabalhei com a ideia de eu devo apenas conduzir o aprendiz a aprender a chegar as suas próprias conclusões, por isso não citei a marca até porque poderia me envolver com problemas jurídicos com os fabricantes. Meu site tem como meta fazer as pessoas pensarem. Mas, afinal gostou da aula ?

    4. Rodrigo

      Tem que colocar no início da página:

      “Não tenho a resposta que vários consumidores buscavam, quando acharam este site pelo Google.”

      • Paulo Brites

        Olá Rodrigo
        Eu não entendi seu comentário, pro favor explique melhor para que eu possa corrigir se for o caso
        Obrigado

    5. Marcos valerio

      Falou falou falou e não esclareceu XXXXX nenhuma .

      • Paulo Brites

        Em primeiro lugar o site não é o banheiro da sua casa. Em segunda lugar acho que você deve alguma dificuldade intelectual
        Aceito criticas consistentes e com educação Não volte a colocar comentários, pois eles serão rejeitados.

    Fico muito contente quando alguém coloca um comentário, é sinal que leu

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