Questão 40 - UFMS PSV 2026

Paloma e Bruno decidiram investigar a geração de eletricidade a partir de diferenças de temperatura, utilizando um gerador termoelétrico baseado em uma placa Peltier, operando em efeito Seebeck. A placa Peltier é um dispositivo semicondutor que, quando submetido a uma diferença de potencial entre seus polos, transfere calor de um lado para outro, mas também pode produzir energia elétrica quando seus lados são mantidos em temperaturas diferentes. Para o experimento, cada lado da placa foi colocado em contato térmico com um reservatório que contém 0,5 L de água, inicialmente a temperaturas T_Q,i = 80 °C (reservatório quente) e T_F,i = 15 °C (reservatório frio). Os reservatórios estavam isolados do restante do ambiente e trocavam calor apenas com o seu respectivo lado da placa. Após 10 minutos, as temperaturas medidas foram T_Q,f = 74 °C e T_F,f =18 °C, respectivamente.

 

Desprezando quaisquer perdas e considerando que a diferença entre o calor cedido pelo reservatório quente e o calor absorvido pelo frio tenha sido totalmente convertida em energia elétrica, determine a potência elétrica média dissipada em uma lâmpada ligada ao gerador. (Considere os dados: calor específico da água c = 4,0 J/g ºC; densidade da água ρ = 1,0 g/cm³)