Questão 127 do Enem 2017: a potência da ducha no morno comparada à do superquente

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

Nos outros cadernos: amarelo 134 · cinza 93 · rosa 100

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D 3/8

No manual fornecido pelo fabricante de uma ducha elétrica de 220 V 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 6 500 W. Considere o calor específico da água igual a 4 200 J/(kg °C) e densidade da água igual a 1 kg/L.

Gráfico "Elevação de temperatura × Curva vazão": ΔT (°C) contra vazão (L/min), com três curvas decrescentes de cerca de 2,7 a 9 L/min. A curva 3 (superquente) começa perto de 37 °C e termina perto de 10 °C. A curva 2 (quente) começa perto de 27 °C e termina perto de 6 °C. A curva 1 (morno) começa perto de 13 °C e termina perto de 4 °C

Com base nas informações dadas, a potência na condição morno corresponde a que fração da potência na condição superquente?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A razão entre a potência no morno e no superquente.

Potência da ducha

Toda a potência vira calor para a água que passa:

P = \frac{m\,c\,\Delta T}{\Delta t} = (\text{vazão em massa}) \cdot c \cdot \Delta T

Comparando na mesma vazão

Para a mesma vazão, a potência é proporcional ao ΔT. Basta comparar as curvas na mesma posição do eixo horizontal. Em 9 L/min, por exemplo:

superquente: ΔT ≈ 10 °C
morno: ΔT ≈ 4 °C

A conta confirma o superquente: P = 6 500 W com 9 L/min (0,15 kg/s) dá

\Delta T = \frac{6\,500}{0{,}15 \times 4\,200} \approx 10{,}3\ ^\circ\text{C}

E a razão entre as curvas, ao longo de todo o gráfico, fica em torno de

\frac{P_{\text{morno}}}{P_{\text{superquente}}} \approx \frac{3}{8}

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Foi a mais marcada. 1/3 se aproxima da leitura, mas a razão dos ΔT nas curvas é 3/8, não 1/3. (35,1% marcaram)
B
1/5 subestima a potência no morno. (13,7% marcaram)
C
3/5 seria parecido com a razão entre as curvas quente e superquente. (21,5% marcaram)
E
5/8 também se aproxima mais da curva quente. (7,2% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 4.435.081 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 620 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 32ª 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.

Acertaram22,1%dos candidatos marcaram a D

Habilidade 6 · Competência 2Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum.

Como os candidatos responderam

A35,1% mais marcada
B13,7%
C21,5%
D22,1% ✓ gabarito
E7,2%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50021,9%
500 a 60021,2%
600 a 70025,3%
700 ou mais44,6%

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.

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