ENEM 2020 Digital — questão 126 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a carga armazenada no capacitor do desfibrilador.

Passo 1 — a relação certa. A definição de capacitância liga carga e tensão:

$$C = \frac{Q}{U} \;\Rightarrow\; Q = C \cdot U$$

Passo 2 — pôr o microfarad em ordem, que é onde a questão cobra atenção.

$$C = 70\ \mu\text{F} = 70 \times 10^{-6}\ \text{F} = 7{,}0\times10^{-5}\ \text{F}$$

Passo 3 — multiplicar.

$$Q = 7{,}0\times10^{-5} \times 2\,500 = 1{,}75\times10^{-1} = \mathbf{0{,}175\ \text{C}}$$

Resposta: alternativa C (0,175).

Os 220 J estão ali para testar se você escolhe a fórmula certa. Eles são verdadeiros — e são a energia, não a carga:

$$E = \frac{C\,U^{2}}{2} = \frac{7{,}0\times10^{-5} \times (2\,500)^{2}}{2} = 218{,}75 \approx 220\ \text{J} \;\checkmark$$

O enunciado é coerente: os três números (70 μF, 2 500 V, 220 J) descrevem o mesmo capacitor. Mas a pergunta é sobre carga, e quem parte da energia acaba numa das outras alternativas. Conferir que os dados fecham entre si é bom sinal; usar o dado errado continua sendo erro.

A armadilha da alternativa (B), $0{,}088$: é $220/2\,500$ — dividir a energia pela tensão em vez de multiplicar a capacitância. Dimensionalmente até dá coulomb, o que a torna especialmente traiçoeira, mas $E/U$ não é a carga (é $2E/U$ que seria, e daria $0{,}176$).

Por que o desfibrilador usa capacitor, e não a bateria direto: o coração precisa de um pulso — muita energia em poucos milissegundos. Nenhuma bateria portátil entrega isso. O capacitor é carregado devagar, ao longo de segundos, e devolve tudo de uma vez. Ele não cria energia: ele muda a velocidade com que ela é entregue — que é exatamente o que faz o coração voltar ao ritmo.

A ideia em uma frase: carga é $C$ vezes $U$; a energia dada de brinde serve para conferir, não para calcular.