Questão do ENEM 2024

Ciências da Natureza · habilidade 5Reaplicação · Caderno Azul · Questão 117

Aquecedores elétricos utilizam resistência de fio, suportando uma corrente máxima dimensionada pelo fabricante. O dimensionamento original do circuito elétrico de um aquecedor, esquematizado na figura, foi utilizado para provocar a elevação de temperatura em um volume de água, durante um determinado intervalo de tempo.

Caso se pretenda utilizar uma tensão de 250 V, o circuito precisará ser redimensionado, para garantir o correto funcionamento do aquecedor. A corrente deve ser mantida, considerando-se o aquecimento do mesmo volume de água, à mesma temperatura, durante o mesmo intervalo de tempo. Nesse redimensionamento, deve-se acrescentar ao circuito um resistor de

Alternativa A: 22,5 Ω em paralelo.
Justificativa
Esta alternativa está errada. Um resistor em paralelo com o de $40\ \Omega$ diminui a resistência equivalente. Com $22{,}5\ \Omega$ em paralelo, ela fica em cerca de $14{,}4\ \Omega$ e a corrente em 250 V seria de cerca de 17 A, muito maior que 4 A.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa B: 22,5 Ω em série. gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Pelo circuito original, $V = R \cdot i = 40 \cdot 4 = 160$ V. Com 250 V e a mesma corrente de 4 A, a resistência total precisa ser $R = \frac{250}{4} = 62{,}5\ \Omega$ . Faltam $62{,}5 - 40 = 22{,}5\ \Omega$ , que devem ser acrescentados em série, pois em série as resistências se somam.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa C: 71,1 Ω em paralelo.
Justificativa
Esta alternativa está errada. Associar um resistor em paralelo reduz a resistência total para menos de $40\ \Omega$ ; com $71{,}1\ \Omega$ ela fica em cerca de $25{,}6\ \Omega$ e a corrente em 250 V seria de cerca de 9,8 A. O necessário é uma resistência total maior que a original.
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Alternativa D: 71,1 Ω em série.
Justificativa
Esta alternativa está errada. Em série, a resistência total passaria a $40 + 71{,}1 = 111{,}1\ \Omega$ e a corrente seria de $\frac{250}{111{,}1} \approx 2{,}25$ A, menor que os 4 A exigidos. O valor excede o necessário, que é de $22{,}5\ \Omega$ .
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Alternativa E: 101,1 Ω em paralelo.
Justificativa
Esta alternativa está errada. Em paralelo, a resistência total fica abaixo de $40\ \Omega$ , cerca de $28{,}7\ \Omega$ com esse valor, e a corrente seria de cerca de 8,7 A. Isso aumenta a corrente, em vez de mantê-la em 4 A.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria

Código INEP: 13702
Código da prova: 1333
Arquivo do PDF: 2024_PV_reaplicacao_PPL_D2_CD7.pdf