ENEM 2009 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos:
| Capacidade de refrigeração kW/(BTU/h) | Potência (W) | Corrente elétrica - ciclo frio (A) | Eficiência energética COP (W/W) | Vazão de ar (/h) | Frequência (Hz) |
|---|---|---|---|---|---|
| 3,52/(12.000) | 1.193 | 5,8 | 2,95 | 550 | 60 |
| 5,42/(18.000) | 1.790 | 8,7 | 2,95 | 800 | 60 |
| 5,42/(18.000) | 1.790 | 8,7 | 2,95 | 800 | 60 |
| 6,45/(22.000) | 2.188 | 10,2 | 2,95 | 960 | 60 |
| 6,45/(22.000) | 2.188 | 10,2 | 2,95 | 960 | 60 |
Disponível em: http://www.institucional.brastemp.com.br. Acesso em: 13 jul. 2009 (adaptado).
Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma produzindo uma quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora do auditório o faz por meio dos aparelhos de ar-condicionado. Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como determinar a espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos, são
a) vazão de ar e potência.
b) vazão de ar e corrente elétrica - ciclo frio.
c) eficiência energética e potência.
d) capacidade de refrigeração e frequência.
e) capacidade de refrigeração e corrente elétrica - ciclo frio.
(Enunciado: ENEM 2009, aplicação regular, Caderno 2 – Amarelo — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: quais duas colunas da tabela resolvem os dois problemas: (1) quantos aparelhos tiram o calor do auditório; (2) que espessura de fio usar.
Passo 1 — temperatura constante. Para a temperatura não subir, os aparelhos têm de retirar o calor na mesma taxa em que as 40 pessoas o produzem. Calor por unidade de tempo é potência térmica, e a coluna que diz quanto calor cada aparelho retira por segundo (ou por hora) é a capacidade de refrigeração, em kW ou BTU/h. Soma-se a capacidade dos aparelhos até cobrir o calor das 40 pessoas.
Passo 2 — a fiação. A espessura do fio é escolhida pela corrente que vai passar nele. Fio fino demais para a corrente esquenta (efeito Joule, ) e pode até pegar fogo. Por isso a coluna essencial é a corrente elétrica - ciclo frio.
Por que não as outras: a potência (W) é a energia elétrica que o aparelho consome, não o calor que ele retira; a vazão de ar diz quanto ar circula, não quanto calor sai; o COP é a razão entre as duas potências (e é igual em todos os modelos); a frequência da rede é a mesma, 60 Hz, para todos.
⚠️ A armadilha: confundir potência elétrica com capacidade de refrigeração. Um ar-condicionado retira cerca de 3 vezes mais calor do que consome de energia elétrica (é o COP = 2,95): olhar só a potência subestima a capacidade do aparelho.
A ideia em uma frase: quem diz quanto calor o aparelho tira é a capacidade de refrigeração; quem diz a bitola do fio é a corrente.
Resposta: alternativa E.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.