ENEM 2023 PPL — questão 130 de Física

Gabarito DCalorimetria — potência de um refrigerador a partir do calor retirado2º dia · Reaplicação/PPL · Caderno 5 (Amarelo)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 130 de Física do ENEM 2023 PPL

Enunciado em texto

Um fabricante de eletrodomésticos desenvolveu um compartimento refrigerador inovador que consegue resfriar, em apenas 7 minutos, duas latas de refrigerante (350 mL cada), com densidade igual a 1,0 g/mL. A refrigeração do líquido consome 21% da potência do sistema quando o refrigerante tem sua temperatura diminuída em 15 °C. Considere o calor específico do refrigerante igual a 1,0 cal/(g·°C) e 1 cal = 4,2 J.

A potência total, em watt, desse dispositivo refrigerador é, aproximadamente,

A 105.

B 120.

C 315.

D 500.

E 1 500.

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: a potência total do refrigerador, sabendo que só 21%21\% dela é usada para resfriar o líquido.

Passo 1 — a massa de refrigerante. Duas latas de 350 mL350\ \text{mL}, densidade 1,0 g/mL1{,}0\ \text{g/mL}:

m=2×350×1,0=700 gm = 2\times 350\times 1{,}0 = 700\ \text{g}

Passo 2 — o calor retirado.

Q=m c ΔT=700⋅1,0⋅15=10 500 calQ = m\,c\,\Delta T = 700\cdot 1{,}0\cdot 15 = 10\,500\ \text{cal}

Em joules, com 1 cal=4,2 J1\ \text{cal}=4{,}2\ \text{J}:

Q=10 500⋅4,2=44 100 JQ = 10\,500\cdot 4{,}2 = 44\,100\ \text{J}

Passo 3 — a potência gasta nesse resfriamento. Foram 7 min=420 s7\ \text{min}=420\ \text{s}:

Presfr=44 100420=105 WP_{resfr} = \dfrac{44\,100}{420} = 105\ \text{W}

Passo 4 — a potência total. Esses 105 W105\ \text{W} são 21%21\% do total:

Ptotal=1050,21=500 WP_{total} = \dfrac{105}{0{,}21} = 500\ \text{W}

Onde se erra: parar no passo 3 e marcar 105 W105\ \text{W} — que está lá, na alternativa A, esperando. A pergunta é pela potência total do dispositivo, não pela parcela usada no líquido. Os outros 79%79\% vão para o compressor, o ventilador, as perdas térmicas.

Resposta: alternativa D (500 W).

Resolução em vídeo

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