Estima-se que somente 60% da energia liberada, por efeito Joule, pela resistência elétrica de um fogão…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Estima-se que somente 60% da energia liberada, por efeito Joule, pela resistência elétrica de um fogão elétrico, é utilizada para aquecer a água contida em uma panela, quando colocada sobre ela. Se essa resistência aquece 880 g de água [calor específico = 1 cal/(g.ºC)] de 20 ºC para 80 ºC, em 7 minutos, quando submetida à ddp de 220 V, a intensidade de corrente elétrica que passa por ela é a intensidade de corrente elétrica que passa por ela é (Mackenzie 2013)
- A) 3,5 A
- B) 4,0 A
- C) 4,5 A
- D) 5,0 A
- E) 5,5 A
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de calor recebida pela água com Q = m.c.(tf - ti). Q = 880 g x 1 cal/(g.ºC) x (80 - 20) ºC = 52 800 cal. Convertendo com 1 cal = 4,2 J, Q = 221 760 J. Passo 2: Como apenas 60% da energia dissipada pelo resistor vai para a água, a energia elétrica total é E = Q / 0,60 = 369 600 J. Passo 3: O tempo é t = 7 min = 420 s. A potência do resistor é P = E / t = 369 600 / 420 = 880 W. Passo 4: Pela relação P = U.i, a intensidade da corrente é i = P / U = 880 / 220 = 4,0 A, que corresponde à alternativa B. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa A (3,5 A) surge se o tempo for tomado como 8 min em vez de 7 min. A alternativa C (4,5 A) indica um erro na aplicação do rendimento ou na conta da potência. A alternativa D (5,0 A) aparece quando o rendimento de 60% é trocado por 80%. A alternativa E (5,5 A) resulta de uma sequência de cálculos com erro de proporção entre energia, potência e corrente.
💡 Dica: Calcule a energia necessária para aquecer a água e use a potência elétrica para encontrar a corrente.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente usa um tempo errado, como 8 minutos em vez de 7, ou faz a conversão de minutos para segundos de forma incorreta. Assim, a potência fica subestimada e a corrente cai para 3,5 A.
CORRETA. Considerando o calor necessário para aquecer a água, o rendimento do sistema e a relação entre potência, tensão e corrente, chega-se ao valor de 4,0 A.
O aluno aplica o rendimento de 60% no sentido errado ou mistura a variação de temperatura, chegando a uma energia elétrica diferente da correta. Com isso, a corrente encontrada fica em 4,5 A.
O aluno troca o rendimento de 60% por outro valor, como 80%, ou inverte a proporção entre a energia útil e a energia total. O resultado da potência fica superestimado e a corrente sai como 5,0 A.
O aluno erra a relação entre energia, potência e corrente, por exemplo ao dividir a energia pelo tempo sem considerar corretamente a eficiência ou a conversão de unidades. Isso leva a um valor de corrente excessivo, 5,5 A.
Raio-X da questão
Efeito Joule, corrente elétrica, calor
avaliacao
Calor sensível e capacidade térmica · Leis de Ohm e potência elétrica
Estude o efeito Joule e cálculo de potência elétrica e calor sensível.
Confundir energia total liberada com energia útil para aquecer a água, ou esquecer de considerar o rendimento de 60%.
tomada_decisao
cotidiano
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog