INEP · ENEM · 2013 · Enem — 1º dia (Ciências Humanas e suas Tecnologias e Ciências da Natureza e suas Tecnologias)

Questão 75 · Física: Eletrodinâmica e circuitos elétricos

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.

Marque a alternativa correta:

Gabarito: E

Gabarito definitivo divulgado pela banca INEP (ENEM 2013).

Comentário

Gabarito: E.

A potência do chuveiro é P = U²/R. Para mantê-la igual ao dobrar a tensão (de 110 V para 220 V), a resistência deve quadruplicar:

R₂/R₁ = (U₂/U₁)² = (220/110)² = 4

A resistência de um fio é dada por R = ρ·L/A, em que ρ é a resistividade do material (igual, pois o material é o mesmo). Para R quadruplicar mantendo ρ, deve-se multiplicar L por 4 ou dividir A por 4. A alternativa que atende é a de quarta parte da área da seção reta, pois R = ρ·L/(A/4) = 4·ρ·L/A.

  • (A) Dobro do comprimento: dobra R, não quadruplica.
  • (B) Metade do comprimento: reduz R pela metade.
  • (C) Metade da área: dobra R.
  • (D) Quádruplo da área: reduz R para um quarto.

Dica Enem: em potência elétrica, a pegadinha é que a tensão entra ao quadrado. Dobrar a tensão exige quadruplicar a resistência, e a resistência depende da geometria do fio.

Fundamentos: Potência elétrica P = U²/R · Segunda lei de Ohm: R = ρL/A · Relação de proporcionalidade entre grandezas

Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.

Fonte: prova INEP ENEM 2013 (Enem — 1º dia (Ciências Humanas e suas Tecnologias e Ciências da Natureza e suas Tecnologias)), questão 75, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.