ENEM 2014 PPL — questão 59 de Física
Enunciado em texto
Para a proteção contra curtos-circuitos em residências são utilizados disjuntores, compostos por duas lâminas de metais diferentes, com suas superfícies soldadas uma à outra, ou seja, uma lâmina bimetálica. Essa lâmina toca o contato elétrico, fechando o circuito e deixando a corrente elétrica passar. Quando da passagem de uma corrente superior à estipulada (limite), a lâmina se curva para um dos lados, afastando-se do contato elétrico e, assim, interrompendo o circuito. Isso ocorre porque os metais da lâmina possuem uma característica física cuja resposta é diferente para a mesma corrente elétrica que passa no circuito.
A característica física que deve ser observada para a escolha dos dois metais dessa lâmina bimetálica é o coeficiente de
a) dureza.
b) elasticidade.
c) dilatação térmica.
d) compressibilidade.
e) condutividade elétrica.
(Enunciado: ENEM 2014 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: que propriedade dos dois metais faz a lâmina se curvar quando a corrente passa do limite.
Passo 1 — a corrente aquece a lâmina. Pelo efeito Joule, a potência dissipada é : corrente maior, mais calor, temperatura maior.
Passo 2 — dois metais, duas dilatações. Cada metal dilata segundo seu coeficiente de dilatação linear α:
Com a mesma variação de temperatura, o metal de α maior se alonga mais. Como as lâminas estão soldadas, uma não pode escorregar sobre a outra: o conjunto se curva, ficando o metal que dilata mais do lado de fora da curva. A lâmina se afasta do contato e o circuito abre.
Por que não as outras: dureza, elasticidade e compressibilidade (A, B, D) não fazem a lâmina se mover sozinha quando esquenta; a condutividade elétrica (E) influencia o aquecimento, mas, se os dois metais tivessem o mesmo coeficiente de dilatação, a lâmina esquentaria e apenas se alongaria por inteiro, sem curvar.
⚠️ A armadilha: a alternativa E, porque o assunto é corrente elétrica. A corrente só fornece o calor; quem faz a lâmina curvar é a diferença de dilatação.
A ideia em uma frase: lâmina bimetálica curva ao esquentar porque os dois metais têm coeficientes de dilatação diferentes.
Resposta: alternativa C (dilatação térmica).
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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