FCM-MG 2023 — questão 45 de Física
Enunciado em texto
Leia as informações a seguir.
“O chuveiro é um dispositivo que transfere o calor gerado por uma resistência elétrica (resistor) para a água do encanamento, antes de ela cair quentinha na sua cabeça. Primeiro, aplica-se uma corrente elétrica no resistor, que normalmente tem formato espiral para ampliar a área de contato com a água e agilizar o aumento da temperatura do líquido. A corrente elétrica gera calor, que pode variar em função da tensão aplicada. A água, em contato com a resistência, aquece -- o líquido funciona como um dissipador desse calor. Um chuveiro elétrico não fica ligado o tempo inteiro, então "descobre" que você quer utilizá-lo por meio de um diafragma de borracha. Quando você abre o registro de água, ele recebe a pressão do líquido e conecta os terminais da resistência à rede elétrica. É isso que faz o chuveiro ligar.”
(Disponível em: Adaptado de https://www.uol.com.br/tilt/noticias/redacao/2019/08/15/a-tecnologia-por-tras-dos-chuveiros-eletricos.htm . Acesso em: 10/10/2022.)
[Figura: corte de um chuveiro elétrico, mostrando o cano de entrada de água, os fios ligados aos terminais no alto, o diafragma e, no meio da câmara cheia de água, a resistência em espiral; a água sai em gotas pelos furos de baixo.]
(Adaptado de https://www.uol.com.br/tilt/noticias/redacao/2019/08/15/a-tecnologia-por-tras-dos-chuveiros-eletricos.htm)
Um dos defeitos mais comuns nos chuveiros elétricos é o rompimento físico da resistência. Na ausência de uma nova resistência para ser instalada, algumas pessoas contornam esse problema unindo as pontas arrebentadas da resistência com o auxílio de um alicate, o que resulta na redução de seu comprimento total.
Embora o chuveiro volte a funcionar, o aquecimento da água não ocorre da mesma forma que uma resistência nova o faria: o aquecimento da água será ________________, pois o valor de sua resistência ôhmica ficará ______________.
Assinale a alternativa que preenche CORRETAMENTE os espaços no texto:
(A) maior - menor.
(B) maior - maior.
(C) menor - maior.
(D) menor - menor.
(Enunciado e figura: Vestibular FCM-MG 2023 (1º semestre), Medicina — FCM-MG.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais (FCM-MG).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com a resistência e com o aquecimento quando o fio do chuveiro fica mais curto.
Passo 1 — a resistência diminui. Pela segunda lei de Ohm, a resistência de um fio é proporcional ao comprimento:
Com L menor (mesmo material, mesma espessura), R fica menor.
Passo 2 — a potência aumenta. O chuveiro continua ligado na mesma tensão U da rede. A potência dissipada é:
Com U fixo e R menor, P fica maior: o chuveiro esquenta mais a água (e passa mais corrente, o que sobrecarrega fios e disjuntor e encurta a vida do resistor).
⚠️ A armadilha: usar P = R·i² e concluir que resistência menor esquenta menos. Essa fórmula esconde que a corrente muda: com a tensão fixa da rede, i = U/R aumenta, e o resultado certo sai de P = U²/R.
A ideia em uma frase: com tensão fixa, resistência menor dissipa mais potência: encurtar o resistor deixa o chuveiro mais quente.
Resposta: alternativa A (maior – menor).
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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