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ENEM - 2017 No manual fornecido pelo fabricante de uma ducha elétrica de 220V é apresentado um gráfico com a…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

ENEM - 2017 No manual fornecido pelo fabricante de uma ducha elétrica de 220V é apresentado um gráfico com a variação da temperatura da água em função da vazão para três condições (morno, quente e superquente). Na condição superquente, a potência dissipada é de 6500 W. Considere o calor específico da água igual a 4200 J/(kg C) e a densidade da água igual a 1 kg/L. Com base nas informações dadas, a potência na condição morno corresponde a que fração da potência na condição superquente? Com base nas informações dadas, a potência na condição morno corresponde a que fração da potência na condição superquente?

A) 1/3.
B) 1/5.
C) 3/5.
D) 3/8.
E) 5/8.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

A potência elétrica dissipada pela ducha é usada para aquecer a água que passa por ela. Em um intervalo de tempo, a energia transferida à água é Q = m c ΔT, em que m é a massa, c é o calor específico e ΔT é a elevação de temperatura. Logo, a potência é P = (m/t) c ΔT. Como m/t é a massa que passa por unidade de tempo, ele equivale à densidade vezes a vazão Z: P = d Z c ΔT.
Nas duas condições (morno e superquente), a densidade d e o calor específico c são os mesmos, pois se trata da mesma água. Portanto, a razão entre as potências depende apenas da vazão e da elevação de temperatura: P_morno / P_superquente = (Z_morno x ΔT_morno) / (Z_superquente x ΔT_superquente).
A leitura do gráfico fornecido pelo fabricante mostra a variação da temperatura em função da vazão. Para comparar as duas condições, deve-se considerar a mesma vazão nos dois casos. Nessa vazão comum, a elevação de temperatura da condição morno corresponde a 3/8 da elevação da condição superquente. Assim, Z_morno = Z_superquente e a razão de potências é ΔT_morno / ΔT_superquente = 3/8.
Não é necessário usar o valor de 6500 W para obter a fração, pois ele apenas define a escala absoluta. Como a potência morno é 3/8 da potência superquente, a alternativa correta é a D, 3/8.
Por que as outras estão erradas: a A (1/3) não corresponde à razão das elevações de temperatura lida no gráfico; a B (1/5) mistura vazão e temperatura; a C (3/5) inverte parte da proporção; a E (5/8) corresponde ao complemento de 3/8 e não à razão pedida.

💡 Dica: Use a fórmula da potência térmica e as informações do gráfico para calcular a fração da potência.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

Provavelmente leu a temperatura absoluta da água no gráfico, e não a elevação de temperatura, e tirou uma razão entre valores que não representam o aquecimento.

B Erradaerro: Conceitual

Provavelmente confundiu a vazão com a elevação de temperatura, ou tomou uma leitura de escala do gráfico como se fosse a razão de potências.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Provavelmente tomou a razão entre as elevações de temperatura de forma invertida em parte do cálculo, ou usou os valores lidos sem considerar que a vazão é a mesma nas duas condições.

Por que engana: Confundir as grandezas físicas envolvidas ou aplicar incorretamente a fórmula da potência térmica.

D Correta

A fração 3/8 é a correta, pois a potência na condição morno é 2437,5 W, que é 3/8 de 6500 W.

E Erradaerro: Procedimental

Provavelmente calculou 1 menos 3/8 em vez da razão direta, ou seja, subtraiu em vez de dividir, achando que a potência morno é a parte complementar da superquente.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 progressao

🎯 Conceito central

potência térmica e calor específico

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

calor específico da água · densidade da água

📚 Reveja

estude cálculo de potência térmica e relação entre calor, massa e temperatura

⚠️ Erro mais comum

Confundir as grandezas físicas envolvidas ou aplicar incorretamente a fórmula da potência térmica.

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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