Ciências da Natureza ENEM 2013 difícil~1 min

Questão 75 do ENEM 2013 comentada

Veja como relacionar tensão, potência e resistência elétrica para adaptar um chuveiro.

Numeração do caderno azul · Ciências da Natureza

Questão 75ENEM 2013

O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110 V pode ser adaptado para funcionar em 220 V, de modo a manter inalterada sua potência.

Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a)

  1. A
    Dobro do comprimento do fio.
  2. B
    Metade do comprimento do fio.
  3. C
    Metade da área da seção reta do fio.
  4. D
    Quádruplo da área da seção reta do fio.
  5. E
    Quarta parte da área da seção reta do fio.

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Ver a resposta e a resolução

Resposta: Egabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão exige relacionar a potência elétrica à tensão e à resistência. Também cobra a relação entre a resistência de um fio, seu comprimento e a área de sua seção reta.

Resolução

de modo a manter inalterada sua potência.

A potência de um resistor pode ser calculada por P = V²/R. Como a potência deve continuar igual, quando a tensão passa de 110 V para 220 V, ela dobra. Como a tensão aparece elevada ao quadrado, a resistência precisa ser quatro vezes maior.

R = V²/P

R₂/R₁ = (220/110)² = 4

Para fios do mesmo material, a resistividade não muda. A resistência é dada por R = ρL/A, em que L é o comprimento e A é a área da seção reta. Mantendo o comprimento, reduzir a área para um quarto faz a resistência quadruplicar.

A₂ = A₁/4

Assim, a nova resistência mantém a potência do chuveiro quando ele funciona em 220 V. A adaptação descrita corresponde à alternativa E.

Alternativa por alternativa

  • A

    Dobrar o comprimento, mantendo a área, dobra a resistência, mas ela precisa quadruplicar.

  • B

    Reduzir o comprimento à metade também reduz a resistência à metade; por isso, não atende à condição de potência constante.

  • C

    Reduzir a área à metade dobra a resistência, valor menor que o necessário.

  • D

    Quadruplicar a área reduz a resistência a um quarto, em vez de quadruplicá-la.

  • E

    Correta. Reduzir a área da seção reta a um quarto quadruplica a resistência, mantendo o comprimento e o material. Assim, a potência permanece igual quando a tensão dobra.

Para lembrarPara potência constante, P = V²/R; para um fio, R = ρL/A.

Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.

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