PUC Minas 2023 (2º semestre, Medicina) — questão 40 de Física
Enunciado em texto
O fogão de indução funciona sem o uso de chamas e nem propaga calor na sua superfície como fogões convencionais. Em vez de converter energia química em calor, o fogão de indução faz uso do fenômeno da indução eletromagnética para provocar uma corrente elétrica numa panela condutora quando o mesmo é ligado na rede elétrica.
[Foto: um cooktop de vidro preto com cinco bocas marcadas por círculos; uma mão está apoiada sobre a boca do meio, e uma panela de metal com água fervendo e soltando vapor está sobre outra boca.]
Fonte: https://www.avaliado.com.br/fogao-cooktop/produto/cooktop-smeg-se2951id1-de-5-bocas-inducao-eletrica-89N4LQLNVR
Considerando o fogão de indução e o fenômeno da indução eletromagnética, é possível afirmar que
(A) a indução é produzida pelos imãs permanentes existentes dentro do fogão.
(B) o contato da mão com o fogão, como demonstrado na figura, provoca aquecimento na pele.
(C) o efeito Joule é responsável pelo aquecimento da panela.
(D) o fenômeno da convecção térmica é relevante no funcionamento do fogão.
(Enunciado e figura: Vestibular PUC Minas 2023 (2º semestre), Medicina — PUC Minas.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre como o fogão de indução aquece a panela.
Passo 1 — o campo magnético variável. Embaixo do vidro há bobinas percorridas por corrente alternada de alta frequência. Elas produzem um campo magnético que varia rapidamente no tempo.
Passo 2 — corrente induzida na panela. Pela lei de Faraday, um fluxo magnético variável induz correntes no fundo metálico da panela (as correntes de Foucault, ou parasitas).
Passo 3 — o aquecimento. Essas correntes percorrem o metal, que tem resistência elétrica, e dissipam energia em forma de calor: é o efeito Joule (P = R·i²). Quem esquenta é a própria panela.
Por que não as outras: (A) ímãs permanentes produzem campo constante, e campo constante não induz corrente; a indução exige campo variável, produzido pelas bobinas com corrente alternada. (B) a mão não é um condutor metálico capaz de concentrar essas correntes, por isso não esquenta (é o que a foto quer mostrar); o vidro só fica morno por contato com a panela quente. (D) a convecção acontece na água dentro da panela, como em qualquer fogão, mas não tem papel no funcionamento do fogão de indução.
⚠️ A armadilha: marcar a A, lembrando que “indução tem a ver com ímã”. Sem variação de fluxo magnético não há corrente induzida; um ímã parado não aqueceria panela nenhuma.
A ideia em uma frase: o fogão de indução cria um campo magnético variável que induz correntes no fundo da panela, e essas correntes a aquecem por efeito Joule.
Resposta: alternativa C (o efeito Joule aquece a panela).
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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