Questão 129 do Enem 2024: eficiência da cafeteira (anulada)

Enem 2024 · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

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Questão anulada pelo Inep.

Um estudante comprou uma cafeteira elétrica de 700 W de potência e com capacidade de 0,5 L de água (500 g). Enquanto o café estava em preparação na capacidade máxima da cafeteira, ele marcou que demorou 3 minutos para a cafeteira ferver toda a água (100 °C) a partir da temperatura ambiente de 20 °C. Em seguida, para avaliar a eficiência da cafeteira, ele calculou esse tempo desprezando quaisquer perdas energéticas. É necessária 1 cal (4,2 J) para elevar em 1 °C a temperatura de 1 grama de água.

Qual a eficiência energética calculada pelo estudante?

Resolução comentada

A questão foi anulada

O Inep anulou esta questão: ela não entrou no cálculo da nota pela TRI. Fazendo a conta, dá para ver o motivo.

A conta

Energia que a água precisou receber para ir de 20 °C a 100 °C:

Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 500 \cdot 1 \cdot 80 = 40\,000 \text{ cal}

Q = 40\,000 \cdot 4{,}2 = 168\,000 \text{ J}

Energia que a cafeteira consumiu em 3 minutos (180 s):

E = P \cdot t = 700 \cdot 180 = 126\,000 \text{ J}

Eficiência = energia útil ÷ energia consumida:

\eta = \frac{168\,000}{126\,000} \approx 1{,}33 = 133\%

Por que isso é impossível

Uma eficiência acima de 100% significaria que a cafeteira entregou à água mais energia do que consumiu da tomada, o que viola a conservação da energia. Com os dados do enunciado, a água precisaria de mais energia do que a cafeteira poderia fornecer em 3 minutos.

O texto também é confuso: diz que o estudante “calculou esse tempo desprezando perdas”, mas pergunta a eficiência. Sem perdas, o tempo ideal seria:

t = \frac{168\,000}{700} = 240 \text{ s} = 4 \text{ min}

Ou seja, mesmo sem perda nenhuma, a cafeteira levaria 4 minutos. Ferver em 3 minutos é impossível. Nenhuma alternativa traz uma resposta fisicamente coerente com os dados, e a questão foi anulada.

Nos microdados, o Inep registra o motivo da anulação como “pedagógico”. Se o tempo medido fosse 4 minutos, a eficiência daria 100% (alternativa A); com 5 minutos, daria 80%.

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.002.203 candidatos que fizeram a prova.

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

Como os candidatos responderam

A12,1%
B38,7%
C23,8%
D18,2%
E6,6%

Em branco: 0,4% · Mais de uma marcada: 0,1%

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