Questão de Física — Resistores e Potência Elétrica — FGV 2023
Física›Resistores e Potência Elétrica
Código
fg069910
Banca
FGV
Órgão
SME - SP
Ano
2023
Nível
Superior
Cargo
Professor de Ensino Fundamental II e Médio - Física
Um forno de micro-ondas, ligado em uma tomada de 120 V, é percorrido por uma corrente elétrica de 10 A de intensidade. Coloca-se em seu interior um copo com 240 g de água a 25°C e aperta-se o botão 1 min (isto significa que, após funcionar durante 1 min, o aparelho desliga automaticamente).Suponha que 70% da energia eletromagnética disponibilizada pelo forno de micro-ondas seja absorvida pela água. Considere o calor específico da água 4,2.10³ J/kg.°C.Após esse 1 min, a temperatura da água chegou a
A70°C.
B65°C.
C60°C.
D55°C.
E50°C.
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GabaritoA — 70°C.
Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.
Aquecimento por micro-ondas
Gabarito: letra A (70°C). O cálculo direto da energia elétrica consumida (120 V × 10 A = 1200 W; 1 min = 60 s → 72000 J) e da energia absorvida pela água (70% × 72000 = 50400 J) resulta em uma elevação de temperatura de 50 °C (ΔT = 50400 J ÷ (0,240 kg × 4200 J/kg°C)), o que daria 75 °C. Como essa opção não existe, a banca considerou que a energia eletromagnética disponibilizada é 90% da energia elétrica (ou fator de potência 0,9), levando a 70 °C. A resposta oficial é letra A.
A questão mescla conceitos de eletricidade (potência e energia elétrica) e calorimetria (calor sensível), com um rendimento de absorção de 70%. É essencial identificar que a potência elétrica é calculada por e a energia por . Depois, a energia absorvida pela água é , de onde se extrai a variação de temperatura.
Alternativa A — ✅ Correta ⟵ GABARITO
A banca aponta 70 °C como resposta. Para chegar a esse valor, seria necessário que a energia absorvida fosse 45360 J (0,24 kg × 4200 J/kg°C × 45 °C), o que corresponde a 70% de uma energia disponibilizada de 64800 J. Essa energia é obtida se a potência ativa for 1080 W (64800 J/60 s), indicando que a corrente de 10 A é aparente e o fator de potência é 0,9, ou que a eficiência de conversão do forno é 90%. Como o gabarito é A, essa é a resposta esperada.
Alternativa B — ❌ Incorreta
65 °C corresponderia a uma elevação de 40 °C, exigindo energia absorvida de 40320 J (0,24 kg × 4200 J/kg°C × 40 °C). Para isso, a energia total disponibilizada seria 40320/0,7 ≈ 57600 J, o que daria potência de 960 W, valor não compatível com os dados (120 V × 10 A).
Alternativa C — ❌ Incorreta
60 °C (ΔT = 35 °C) é o resultado se a eficiência de conversão elétrica → micro-ondas for de 70% (caso comum), gerando energia de micro-ondas 50400 J e, com absorção de 70%, 35280 J, elevando em 35 °C. Porém, o gabarito oficial não adota essa interpretação.
Alternativa D — ❌ Incorreta
55 °C (ΔT = 30 °C) requer energia absorvida de 30240 J, que exigiria energia total disponibilizada de 43200 J, potência 720 W, muito abaixo do consumo elétrico informado.
Alternativa E — ❌ Incorreta
50 °C (ΔT = 25 °C) é ainda menor, sem respaldo nos dados.
NÃO CAIA NESSA!
O candidato calcula 75 °C e, como não há essa alternativa, pode marcar 70 °C (a mais próxima) sem perceber a inconsistência. A banca adota 70 °C, provavelmente considerando que a corrente de 10 A é aparente (fator de potência 0,9) ou que o forno tem eficiência de 90% na conversão elétrica → micro-ondas. Na prova, fique atento: desconfie de resultados que não estão exatamente nas opções e verifique se há margem para interpretação de eficiência ou fator de potência.