Questão 102 do Enem 2018 PPL: quanto da potência do micro-ondas vira calor

Enem 2018 PPL · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 128 · cinza 131 · rosa 98

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D 66,7%

Para preparar uma sopa instantânea, uma pessoa aquece em um forno micro-ondas 500 g de água em uma tigela de vidro de 300 g. A temperatura inicial da tigela e da água era de 6 °C. Com o forno de micro-ondas funcionando a uma potência de 800 W, a tigela e a água atingiram a temperatura de 40 °C em 2,5 min. Considere que os calores específicos do vidro e da sopa são, respectivamente, 0,2 cal/(g °C) e 1,0 cal/(g °C), e que 1 cal = 4,2 J.

Que percentual aproximado da potência usada pelo micro-ondas é efetivamente convertido em calor para o aquecimento?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Que fração da energia fornecida pelo forno vira calor na água e na tigela.

Calor absorvido

\Delta T = 40 - 6 = 34\ ^\circ\text{C}

Q_{\text{água}} = 500 \times 1{,}0 \times 34 = 17\,000\ \text{cal}

Q_{\text{vidro}} = 300 \times 0{,}2 \times 34 = 2\,040\ \text{cal}

Q = 19\,040\ \text{cal} \times 4{,}2 \approx 80\,000\ \text{J}

Energia fornecida pelo forno

E = P \cdot \Delta t = 800 \times 150 = 120\,000\ \text{J}

Eficiência

\eta = \frac{80\,000}{120\,000} \approx 0{,}667 = 66{,}7\%

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Fica muito abaixo do correto: só a água já absorve mais da metade da energia do forno.
B
Também fica abaixo: só a água absorve 71 400 J, cerca de 60% dos 120 000 J.
C
Fica abaixo até da parcela da água sozinha (cerca de 60%). Somando a tigela, passa disso.
E
Fica acima do correto: a soma dos calores dá cerca de 80 000 J, dois terços da energia.

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 TRIMédiaParâmetro B: 617 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 18ª 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.

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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