PUC-RS 2024 — questão 37 de Física

Gabarito AEletrodinâmica — potência, corrente e consumo de um chuveiro elétricoConcurso Vestibular · Verão
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 37 de Física do PUC-RS 2024

Enunciado em texto

A Etiqueta Nacional de Conservação de Energia, criada pelo Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), classifica os produtos em faixas coloridas que variam da mais eficiente à menos eficiente, além de fornecer informações relevantes sobre o produto. A figura a seguir representa a etiqueta de um chuveiro elétrico.

[Etiqueta “Energia (Elétrica) — Chuveiro”. Marca: FAME. Modelo: Ducha Elegance. Tensão Nominal: 127 V. Potência Máxima: 5.400 W. Potência Econômica: 2.200 W. Eficiência energética: superior a 95%. Classe de Potência, de A a G: A até 2.400 W, B até 3.500 W, C até 4.600 W, D até 5.700 W, E até 6.800 W, F até 7.900 W, G até 9.000 W; o chuveiro está na classe D. Consumo (kWh), 1 banho diário de 8 minutos: mensal mínimo 10,2 (elevação de temperatura de 10 °C, vazão 3,0 L/min); mensal máximo 25,7 (elevação de temperatura de 23 °C, vazão 3,0 L/min). Selos PROCEL e INMETRO.]

Assinale a alternativa INCORRETA.

(A) A corrente elétrica que passa pelo circuito é maior ao optarmos pela potência econômica de operação.

(B) O consumo de energia elétrica para um banho de 10 min na potência máxima equivale a um banho de aproximadamente 25 min na potência econômica.

(C) O aquecimento da água será maior, ao optarmos pela potência máxima de operação, por tratar-se de um circuito cuja resistência elétrica é menor para a mesma vazão.

(D) A economia de energia elétrica será de aproximadamente 60% ao optarmos pela potência econômica em vez da potência máxima, para tempos de banhos iguais.

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2024 (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: a afirmação errada sobre o chuveiro, usando os dados da etiqueta.

Passo 1 — (A), a corrente. A tensão é a mesma (127 V) nas duas posições, e P=U iP = U\,i:

imaˊx=5400127≈42,5 Ai_{\text{máx}} = \frac{5400}{127} \approx 42{,}5\ \text{A}

iecon=2200127≈17,3 Ai_{\text{econ}} = \frac{2200}{127} \approx 17{,}3\ \text{A}

A corrente é menor na potência econômica. A afirmação é incorreta: é a resposta.

Passo 2 — conferindo as outras.

• (B): energia de 10 min na máxima: 5,4×10=545{,}4 \times 10 = 54 kW·min. Na econômica, o tempo para gastar o mesmo é 54/2,2≈24,554/2{,}2 \approx 24{,}5 min, cerca de 25 min. Correta.

• (C): com U fixo, P=U2/RP = U^2/R: potência maior exige resistência menor, e mais potência para a mesma vazão aquece mais a água. Correta.

• (D): a economia é (5400−2200)/5400≈0,59(5400 - 2200)/5400 \approx 0{,}59, cerca de 60%. Correta.

⚠️ A armadilha: a (C) parece estranha (“resistência menor aquece mais?”) e atrai quem pensa que mais resistência é mais calor. Isso vale com a mesma corrente (P=Ri2P = Ri^2); no chuveiro o que é fixo é a tensão, e aí P=U2/RP = U^2/R.

A ideia em uma frase: com a tensão da rede fixa, mais potência significa mais corrente e menos resistência; a posição econômica puxa menos corrente.

Resposta: alternativa A.

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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