ENEM 2012 PPL — questão 58 de Física
Enunciado em texto
Chuveiros elétricos possuem uma chave para regulagem da temperatura verão/inverno e para desligar o chuveiro. Além disso, é possível regular a temperatura da água, abrindo ou fechando o registro. Abrindo, diminui-se a temperatura e fechando, aumenta-se.
Aumentando-se o fluxo da água há uma redução na sua temperatura, pois
a) aumenta-se a área da superfície da água dentro do chuveiro, aumentando a perda de calor por radiação.
b) aumenta-se o calor específico da água, aumentando a dificuldade com que a massa de água se aquece no chuveiro.
c) diminui-se a capacidade térmica do conjunto água/chuveiro, diminuindo também a capacidade do conjunto de se aquecer.
d) diminui-se o contato entre a corrente elétrica do chuveiro e a água, diminuindo também a sua capacidade de aquecê-la.
e) diminui-se o tempo de contato entre a água e a resistência do chuveiro, diminuindo a transferência de calor de uma para a outra.
(Enunciado: ENEM 2012 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — 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: por que, com o registro mais aberto, a água sai menos quente.
Passo 1 — o que fica fixo. Com a chave numa posição, o resistor do chuveiro entrega sempre a mesma potência P: a mesma energia a cada segundo.
Passo 2 — para onde vai essa energia. Em cada segundo, a energia P aquece a massa de água que passa nesse segundo (a vazão em massa, Φ). Pela equação do calor sensível, , por segundo:
Abrindo o registro, Φ aumenta e ΔT diminui. Em palavras: cada porção de água passa menos tempo junto ao resistor e recebe menos energia.
Por que não as outras: (A) a perda por radiação dentro do chuveiro é desprezível e não depende do registro. (B) calor específico é uma propriedade da água; não muda com a vazão. (C) passando mais água, o que aumenta é a massa a aquecer por segundo; não há “capacidade de se aquecer” diminuindo. (D) a corrente elétrica circula no resistor, não na água; a água é aquecida pelo contato com o resistor quente.
⚠️ A armadilha: a (B), achar que a água “fica mais difícil de aquecer”. O calor específico é o mesmo; o que muda é a quantidade de água que divide a mesma energia.
A ideia em uma frase: mesma potência para mais água por segundo: cada porção de água fica menos tempo no resistor, ganha menos energia e esquenta menos.
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.
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