Questão 112 do Enem 2017 PPL: quanto o chuveiro esquentou a água no mês

Enem 2017 PPL · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 132 · cinza 95 · rosa 106

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B 19 °C.

As especificações de um chuveiro elétrico são: potência de 4 000 W, consumo máximo mensal de 21,6 kWh e vazão máxima de 3 L/min. Em um mês, durante os banhos, esse chuveiro foi usado com vazão máxima, consumindo o valor máximo de energia especificado. O calor específico da água é de 4 200 J/(kg °C) e sua densidade é igual a 1 kg/L.

A variação da temperatura da água usada nesses banhos foi mais próxima de

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Resolução comentada

O que a questão pede

Quanto a temperatura da água subiu, usando o consumo do mês.

Tempo de uso no mês

t = \frac{E}{P} = \frac{21{,}6\ \text{kWh}}{4\ \text{kW}} = 5{,}4\ \text{h} = 324\ \text{min}

Água usada

V = 3\ \text{L/min} \times 324\ \text{min} = 972\ \text{L} \Rightarrow m = 972\ \text{kg}

Energia em joules

E = 21{,}6\ \text{kWh} \times 3{,}6 \times 10^6\ \text{J/kWh} = 77{,}76 \times 10^6\ \text{J}

Variação de temperatura

\Delta T = \frac{E}{m\,c} = \frac{77{,}76 \times 10^6}{972 \times 4\,200} \approx 19\ ^\circ\text{C}

Um atalho: o ΔT não depende do tempo de banho, só da potência e da vazão. Por segundo, entram 4 000 J em 0,05 kg de água: 4 000 / (0,05 × 4 200) ≈ 19 °C.

Alternativa B.

B Gabarito: alternativa B

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Fica abaixo do resultado: corresponde a usar mais água do que a vazão permite.
C
37 °C é a temperatura comum de um banho, não a variação calculada.
D
Corresponde a usar só um terço da água: erra a conversão do tempo de uso.
E
Também corresponde a pouca água: erra o tempo de banho.

Raio-X da questão

Dados oficiais do Inep. Os microdados desta aplicação não trazem as respostas dos candidatos, então aparecem só a dificuldade pela TRI e a habilidade avaliada.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 749 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 1ª mais difícil de 45 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.

Habilidade 21 · Competência 6Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo.

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