UECE 2019.1 — questão 41 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar o calor que cada resistor entrega à sua porção de água.

Passo 1 — em paralelo, a mesma tensão. Os dois resistores estão ligados diretamente aos terminais da mesma bateria, então os dois ficam com a mesma tensão U. Como são idênticos (mesma resistência R), a corrente também é a mesma.

Passo 2 — a potência dissipada (efeito Joule) em cada um:

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

Mesmo U e mesmo R: a mesma potência nos dois.

Passo 3 — o calor. No mesmo intervalo de tempo (os dois estão ligados juntos), cada resistor entrega $Q = P\,\Delta t$. Logo:

$$Q_1 = Q_2$$

E as massas diferentes? Elas não mudam o calor que o resistor fornece; mudam o que esse calor faz. Pela calorimetria, $Q = mc\,\Delta T$: com o mesmo Q, a massa $m_1 = 2m_2$ esquenta a metade da massa $m_2$.

$$\Delta T_1 = \frac{Q}{2\,m_2\,c} = \frac{\Delta T_2}{2}$$

⚠️ A armadilha: achar que a massa maior “puxa” mais calor e marcar $Q_1 = 2Q_2$, a alternativa A. Isso valeria se as duas porções tivessem de chegar à mesma temperatura. Aqui quem fixa o calor é o resistor, e os dois resistores são iguais.

A ideia em uma frase: resistores iguais na mesma tensão dissipam a mesma potência: entregam o mesmo calor, e a massa maior só esquenta menos.

Resposta: alternativa D ($Q_1 = Q_2$).