Questão 117 do Enem 2020 Digital: a carga guardada no capacitor do desfibrilador

Enem 2020 Digital · 2º dia · caderno azul · Física · Eletricidade

Nos outros cadernos: amarelo 126 · rosa 98 · cinza 129

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C 0,175.

O desfibrilador salva vidas de pessoas que são acometidas por ataques cardíacos ou arritmias. Ele dispõe de um capacitor que pode ser carregado por uma fonte com uma alta tensão. Usando o desfibrilador, pode-se fornecer energia ao coração, por meio de um choque elétrico, para que ele volte a pulsar novamente em seu ritmo normal. Um socorrista dispõe de um desfibrilador com capacitor de 70 microfarads que pode armazenar cerca de 220 J de energia, quando conectado a uma tensão de 2 500 V.

O valor da carga armazenada por esse desfibrilador, em coulomb, é de

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Resolução comentada

O que a questão pede

A carga armazenada no capacitor.

Capacitância

A carga de um capacitor é proporcional à tensão:

Q = C \cdot U

Com C = 70 μF = 70 × 10⁻⁶ F e U = 2 500 V:

Q = 70 \times 10^{-6} \times 2\,500 = 0{,}175\ \text{C}

Conferindo com a energia: E = Q·U/2 = 0,175 × 2 500 ÷ 2 ≈ 219 J, os “cerca de 220 J” do texto.

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Não sai de Q = C·U com as unidades certas. (7,9% marcaram)
B
Divide a energia pela tensão (220 ÷ 2 500 ≈ 0,088). A energia do capacitor é Q·U/2, então essa conta dá só a metade da carga. (16,3% marcaram)
D
Foi a segunda mais marcada. Não corresponde a Q = C·U: o resultado é bem menor que 1 C. (28,5% marcaram)
E
Divide 2 500 V pela energia, ou erra a potência de dez dos microfarads. (15,9% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 26.421 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 745 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.

Acertaram31,1%dos candidatos marcaram a C

Habilidade 2 · Competência 1Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.

Como os candidatos responderam

A7,9%
B16,3%
C31,1% ✓ gabarito
D28,5%
E15,9%

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

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50030,6%
500 a 60030,8%
600 a 70034,9%
700 ou mais55,4%

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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