Questão 128 do Enem 2020: quanto o aquário esfria em uma hora sem aquecedor

Enem 2020 · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 101 · cinza 134 · rosa 110

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C 0,9 °C

Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-íris, a temperatura da água fora da faixa ideal (26 °C a 28 °C), bem como sua variação brusca, pode afetar a saúde do animal. Para manter a temperatura da água dentro do aquário na média desejada, utilizam-se dispositivos de aquecimento com termostato. Por exemplo, para um aquário de 50 L, pode-se utilizar um sistema de aquecimento de 50 W otimizado para suprir sua taxa de resfriamento. Essa taxa pode ser considerada praticamente constante, já que a temperatura externa ao aquário é mantida pelas estufas. Utilize para a água o calor específico 4,0 kJ kg⁻¹ K⁻¹ e a densidade 1 kg L⁻¹.

Se o sistema de aquecimento for desligado por 1 h, qual o valor mais próximo para a redução da temperatura da água do aquário?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Quanto a água esfria em 1 hora sem o aquecedor.

A energia perdida

O aquecedor de 50 W foi dimensionado para repor exatamente o calor que o aquário perde. Então o aquário perde 50 J por segundo. Em 1 hora (3 600 s):

Q = P \cdot \Delta t = 50 \times 3\,600 = 180\,000\ \text{J} = 180\ \text{kJ}

A queda de temperatura

50 L de água têm massa de 50 kg:

Q = m\,c\,\Delta T \quad\Rightarrow\quad \Delta T = \frac{180\ \text{kJ}}{50\ \text{kg} \times 4{,}0\ \text{kJ/kg·K}} = 0{,}9\ \text{K} = 0{,}9\ \text{°C}

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Não sai da energia perdida dividida por m·c. Seria uma perda de 800 kJ, mais de quatro vezes a real. (20,3% marcaram)
B
Foi a mais marcada. Divide os 180 kJ só pela massa (180 ÷ 50 = 3,6), esquecendo o calor específico da água (4 kJ/kg·K). (27% marcaram)
D
Corresponde a uma perda de 120 kJ: menos energia do que os 50 W tiram em uma hora. (20,4% marcaram)
E
Corresponde a uma perda de 60 kJ, um terço da energia perdida em uma hora. (8,6% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 2.508.713 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 673 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 10ª mais difícil de 44 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.

Acertaram23,2%dos candidatos marcaram a C

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

Como os candidatos responderam

A20,3%
B27% mais marcada
C23,2% ✓ gabarito
D20,4%
E8,6%

Em branco: 0,3% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50020,6%
500 a 60022,6%
600 a 70036,8%
700 ou mais88,3%

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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