PUC-RS 2018 — questão 17 de Física

Gabarito BEletrodinâmica — potência do chuveiro elétrico e vazão da águaConcurso Vestibular · Verão
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 17 de Física do PUC-RS 2018

Enunciado em texto

“Vivi por 34 anos sob o jugo do chuveiro elétrico. Ah, lastimável invento! Já gastei mais de uma crônica amaldiçoando seus fabricantes; homens maus, que ganham a vida propagando a falácia da temperatura com pressão, quando bem sabemos que, na gélida realidade dos azulejos, ou a água sai abundante e fria, ou é um fiozinho minguado e escaldante, sob o qual nos encolhemos, cocuruto no Saara e os pés na Patagônia, sonhando com o dia em que, libertos das inúteis correntes (de elétrons), alcançaremos a terra prometida do aquecimento central.”

PRATA, Antonio. Felicidade sim. http://www1.folha.uol.com.br/fsp/cotidian/12078-felicidade-sim.shtml. Folha de São Paulo, quarta-feira, 30 de novembro de 2011.

Considere que a chave seletora (inverno/verão) de um chuveiro elétrico se mantenha inalterada. Optando por “água abundante e fria” em detrimento de “um fiozinho minguado e escaldante”, ou seja, aumentando a vazão de água no chuveiro elétrico, pode-se afirmar que a potência elétrica do chuveiro _________ e a diferença de potencial _________.

(A) diminui – aumenta

(B) permanece constante – permanece constante

(C) aumenta – diminui

(D) diminui – permanece constante

(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2018 (Verão) — PUCRS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).

Resolução comentada

O que a questão pede: o que acontece com a potência e a tensão do chuveiro quando só se abre mais a torneira.

Passo 1 — a tensão. A diferença de potencial é a da rede elétrica da casa (127 V ou 220 V). Abrir a torneira não muda isso: constante.

Passo 2 — a potência. Com a chave na mesma posição, a resistência ligada é a mesma. Então:

P=U2RP = \frac{U^2}{R}

U e R não mudaram: a potência também não muda.

Passo 3 — então por que a água sai fria? A mesma potência aquece agora uma quantidade maior de água por segundo. Cada litro recebe menos energia e esquenta menos:

P=mΔt c ΔTP = \frac{m}{\Delta t}\,c\,\Delta T

Se a vazão m/Δtm/\Delta t aumenta com P fixo, o aumento de temperatura ΔT\Delta T diminui.

⚠️ A armadilha: achar que, se a água sai mais fria, o chuveiro “está gastando menos” (alternativa D). A energia elétrica consumida por segundo é a mesma; ela só é dividida por mais água.

A ideia em uma frase: com a chave fixa, potência e tensão não mudam; mais vazão só reparte a mesma energia por mais água.

Resposta: alternativa B (permanece constante – permanece constante).

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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