UECE 2015.1 — questão 38 de Física
Enunciado em texto
Uma corrente elétrica constante passa por um fio de cobre muito longo e fino, de modo que não se possa desprezar sua resistência elétrica. Considere que o fio está isolado eletricamente do ambiente, mas que possa haver transferência de calor para a vizinhança. Inicialmente o fio está à mesma temperatura de sua vizinhança. Depois de certo tempo, é correto afirmar que
A) há transferência de calor do ambiente para o fio.
B) há transferência de calor do fio para o ambiente.
C) há aumento da energia mecânica do fio em consequência somente da passagem da corrente elétrica.
D) há diminuição da energia mecânica do fio em consequência somente da passagem da corrente elétrica.
(Enunciado: Vestibular UECE 2015.1, 1ª fase — CEV/UECE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Ceará (UECE) e à sua Comissão Executiva do Vestibular (CEV/UECE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com a energia do fio depois de a corrente passar um tempo por ele.
Passo 1 — o efeito Joule. Como o fio tem resistência R, a corrente i dissipa nele a potência
Essa energia elétrica vira energia térmica: os elétrons colidem com a rede do metal e aumentam a agitação dos átomos. O fio esquenta.
Passo 2 — para onde vai o calor. O fio começou na mesma temperatura do ambiente. Esquentando, ele fica mais quente que a vizinhança, e o calor flui sempre do mais quente para o mais frio: do fio para o ambiente.
Por que não as outras: (A) inverte o sentido do fluxo; o ambiente está mais frio. (C) e (D) falam em energia mecânica, mas o fio está parado e no mesmo lugar: nem energia cinética nem potencial mudam. O que aumenta é a energia interna (térmica).
⚠️ A armadilha: confundir energia interna com energia mecânica. A agitação dos átomos é energia, sim, mas é energia térmica, não a energia mecânica do fio como um corpo.
A ideia em uma frase: corrente num resistor gera calor (efeito Joule); o fio fica mais quente que o ambiente e passa a ceder calor para ele.
Resposta: alternativa B.
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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