ENEM 2025 PPL — questão 122 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o tempo de fervura com um aquecedor, sabendo que com dois em série ele é $t$.

Passo 1 — o que a série faz com a resistência. Dois aquecedores idênticos, cada um de resistência $R$, em série:

$R_{série}=2R$

Passo 2 — e com a potência. A tomada continua com a mesma tensão $U$, então:

$P_{série}=\dfrac{U^{2}}{2R} \qquad\text{e}\qquad P_{único}=\dfrac{U^{2}}{R}=2\,P_{série}$

Dobrar a resistência corta a potência pela metade. Foi exatamente por isso que a gambiarra funcionou: o conjunto passou a puxar metade da potência, e a rede aguentou.

Passo 3 — potência e tempo são inversamente proporcionais. A água precisa da mesma energia $Q$ nos dois casos:

$Q = P\cdot \Delta t = \text{constante} \;\Rightarrow\; P_{único}\,t_{único}=P_{série}\,t$

$2P_{série}\cdot t_{único}=P_{série}\cdot t \;\Rightarrow\; t_{único}=\dfrac{t}{2}$

Leia a pergunta com cuidado: ela vai do cenário lento para o rápido. Um aquecedor sozinho é o dobro de potência, logo metade do tempo. Quem inverte o sentido marca $2t$ (alternativa B).

A moral da gambiarra: ela resolveu o problema da rede, mas o preço foi dobrar o tempo de espera. Em série não se ganha nada de graça: o que se economiza em potência instantânea se paga em tempo — e a energia total gasta é a mesma.

Resposta: alternativa D ($t/2$).