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ID
1065328
Banca
INEP
Órgão
ENEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

      O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110 V pode ser adaptado para funcionar em 220 V, de modo a manter inalterada sua potência.

Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a)


Alternativas
Comentários
  • A relação entre potência (P), diferença de potencial (U) e resistência (R) é dada por P=U2R. Como a potência deve ser mantida, tem-se que: 1102R1=2202R2R2=4R1. A relação entre resistência, resistividade (⍴), comprimento do fio (L) e área da seção reta do fio (A) é dada pela 2ª Lei de Ohm: R=LA. Sendo assim, para quadruplicar a resistência, o fio deveria ter um comprimento quatro vezes maior ou a área da seção reta quatro vezes menor.

  • A fórmula da potência relacionada à resistência não é: P=U²/R??
    Igualando as potências, porque são constântes, ficaria: Rfinal= Rinicial110²/220²=Rinicial/4
    Como as seções  diretamente proporcionais à resistência, chegamos à letra E.

  • Considerando:

    P1: potência do chuveiro de 110 V

    P2: potência do chuveiro de 220V

    potência = (tensão)² / resistência

    Como a potência não deve ser alterada, P1 = P2.

    Assim,

    (V1)² / R1 = (V2)² / R2

    110² / R1 = 220² / R2

    12100 / R1 = 48400 / R2

    R2 / R1 = 4

    R2 = 4R1

    De acordo com a 2ª Lei de Ohm, tem-se:

    R = ρ . l / A

    R = resistência do fio

    ρ = resistividade do material

    l = comprimento do fio

    A = área da seção transversal

    Deve-se então atentar que o comprimento do fio é diretamente proporcional à resistência e a área da seção transversal é inversamente proporcional à resistência.

    Assim, para quadruplicar a resistência (R2 = 4R1) deve-se quadruplicar o comprimento do fio ou dividir por quatro a área da seção transversal.

    Resposta E)


  • É basicamente análise de proporcionalidade das fórmulas.

    Vai ser necessária a capacidade de abstração, mas se preferir atribua valores às medidas.

    1° Em primeira análise, verifica-se que a ddp(U) dobrou (110V - 220V). Logo, para manter a mesma potência (P1=P2) a resistência irá quadruplicar, pois a ddp está elevada ao quadrado.

    2° Pela fórmula P = U² (2x)/R(4x)

    3° R = ρ x L/A - Por fim, Resistência e área são inversamente proporcionais (se um aumenta o outro diminui).

    4° Assim, a área de secção do fio deverá diminuir 4x.

    Letra E

  • Podemos descrever a potência da seguinte forma: P = U^2/R

    Como queremos manter o valor da potência, temos: P = 110^2/R1 = 220^2/R2

    Logo: R2 = 4R1

    Podemos descrever a resistência através da Segunda Lei de Ohm: R = P.L/A

    Logo, para quadruplicar a resistência, precisamos de um fio de comprimento 4 vezes maior ou a seção da reta 4 vezes menor.

    Letra E