Questão 30 do Enem 2009: gerador ou queima direta para aquecer a água

Enem 2009 · 1º dia · caderno azul · Física · Eletricidade

Nos outros cadernos: amarelo 31 · branco 31 · rosa 31

Só quer conferir? Ver o gabarito

D A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.

É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20 °C a 55 °C. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.

Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g⁻¹ °C⁻¹, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Quantas vezes mais gasolina o gerador gasta para o mesmo aquecimento.

Calor necessário

200 L de água = 200 000 g:

Q = m\,c\,\Delta T = 200\,000 \times 4{,}19 \times 35 \approx 2{,}93 \times 10^7\ \text{J}

Potência do resistor

P = \frac{U^2}{R} = \frac{110^2}{11} = 1\,100\ \text{W}

Tempo e gasolina

t = \frac{Q}{P} = \frac{2{,}93 \times 10^7}{1\,100} \approx 26\,700\ \text{s} \approx 7{,}4\ \text{h}

O gerador gasta 1 L por hora: cerca de 7,4 L, contra 1 L na queima direta. Cerca de sete vezes mais.

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

A
O gerador perde muita energia na conversão; gasta mais. (22,8% marcaram)
B
Foi a mais marcada. A conta dá cerca de 7,4 horas, não 2. (25,7% marcaram)
C
Gerar eletricidade não pode ser mais eficiente que queimar diretamente. (23,9% marcaram)
E
Inverte a comparação. (11,9% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 2.555.593 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 755 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 9ª mais difícil de 43 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram15,4%dos candidatos marcaram a D

Como os candidatos responderam

A22,8%
B25,7% mais marcada
C23,9%
D15,4% ✓ gabarito
E11,9%

Em branco: 0,3% · Mais de uma marcada: 0%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50015,5%
500 a 60013,7%
600 a 70014,7%
700 ou mais37,9%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

Simulador grátis

Eletricidade em Casa

Chave do chuveiro, lâmpadas em série e paralelo, disjuntor e conta de luz.

Abrir simulador →

Mandar no WhatsApp