ENEM 2018 PPL — questão 130 de Física

Gabarito CEletrodinâmica — carga elétrica: converter mAh em coulomb2º dia · Reaplicação/PPL · Caderno 17 (Amarelo)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 130 de Física do ENEM 2018 PPL

Enunciado em texto

Com o avanço das multifunções dos dispositivos eletrônicos portáteis, como os smartphones, o gerenciamento da duração da bateria desses equipamentos torna-se cada vez mais crítico. O manual de um telefone celular diz que a quantidade de carga fornecida pela sua bateria é de 1 500 mAh.

A quantidade de carga fornecida por essa bateria, em coulomb, é de

a) 90.

b) 1 500.

c) 5 400.

d) 90 000.

e) 5 400 000.

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.

Resolução comentada

A questão inteira é uma conversão de unidades — mas é uma conversão que exige entender o que "mAh" significa.

mAh não é unidade de carga por acaso: é corrente × tempo. E carga é exatamente isso:

Q=i ΔtQ = i\,\Delta t

Ampère-hora é a carga que passa quando 1 A circula durante 1 h. Como o coulomb é ampère × segundo, a conversão precisa de dois passos.

Passo 1 — miliampère para ampère:

1 500 mA=1,5 A1\,500\ \text{mA} = 1{,}5\ \text{A}

Passo 2 — hora para segundo:

1 h=3 600 s1\ \text{h} = 3\,600\ \text{s}

Multiplicando:

Q=1,5 A×3 600 s=5 400 CQ = 1{,}5\ \text{A} \times 3\,600\ \text{s} = \mathbf{5\,400\ C}

As alternativas mapeiam exatamente os erros possíveis:

AlternativaErro que leva a ela
A — 90usou 60 s em vez de 3 600 s (1,5×601{,}5 \times 60)
B — 1 500não converteu nada, leu "mAh" como se já fosse coulomb
C — 5 400converteu as duas unidades
D — 90 000converteu a hora em minutos e esqueceu o mili (1 500×601\,500 \times 60)
E — 5 400 000converteu a hora mas esqueceu o mili (1 500×3 6001\,500 \times 3\,600)

Duas alternativas erradas em cinco vêm de esquecer o prefixo mili, e duas de trocar hora por minuto. É uma questão desenhada para punir a conversão apressada.

Para dar sentido ao número: 5 400 C correspondem a cerca de 3,4×10223{,}4 \times 10^{22} elétrons (Q/eQ/e, com e=1,6×10−19e = 1{,}6\times10^{-19} C). E o dado prático: uma bateria de 1 500 mAh alimenta por 15 h um aparelho que consome 100 mA, ou por 1,5 h um que consome 1 A.

Cuidado conceitual que a questão não cobra mas vale saber: mAh mede carga, não energia. Para comparar baterias de tensões diferentes é preciso multiplicar pela tensão — daí os fabricantes sérios informarem Wh, não só mAh.

A ideia em uma frase: ampère-hora já é carga; para chegar ao coulomb basta trocar mili por unidade e hora por 3 600 segundos.

Resposta: alternativa C.

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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