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Questão do ENEM 2024

Ciências da Natureza · habilidade 18Reaplicação · Caderno Azul · Questão 98

A utilização de fusíveis em equipamentos eletrônicos é fundamental para a sua preservação. De forma simplificada, esse dispositivo é composto de terminais metálicos, conectados por um fio condutor envolvido por um corpo de vidro, como ilustrado na figura. A passagem de corrente elétrica gera calor por efeito Joule, o que provoca um aumento local na temperatura. Considere que são necessários, em média, 4 A de corrente para a elevação da temperatura em 1 °C. As temperaturas de fusão de diferentes materiais são apresentadas a seguir.

Para um equipamento que deve operar com uma corrente menor que 1 000 A, o material adequado para o fusível é o(a)

Figura 1 do item 45163
  1. Alternativa A: estanho. gabarito
    Justificativa

    Esta alternativa está correta. Com 4 A para cada 1 °C, uma corrente de 1 000 A eleva a temperatura do fio em 1 0004=250\frac{1\,000}{4} = 250 °C, o que leva a cerca de 275 °C, partindo da temperatura ambiente. O fusível deve fundir antes de a corrente chegar a esse valor, e o estanho, que funde a 232 °C, interrompe o circuito com cerca de 830 A, protegendo o equipamento.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  2. Alternativa B: frâncio.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O frâncio funde a 27 °C, praticamente a temperatura ambiente, e o fio fundiria com corrente quase nula, desligando o equipamento em operação normal. Não serve como fusível.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  3. Alternativa C: prata.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. A prata funde a 960 °C, e seriam necessários cerca de 4⋅(960−25)=3 7404 \cdot (960 - 25) = 3\,740 A para fundi-la, bem acima dos 1 000 A. O equipamento ficaria sem proteção.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  4. Alternativa D: silício.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O silício funde a 1 400 °C, o que exigiria uma corrente de cerca de 5 500 A. Com esse valor, o fusível não protegeria o equipamento da sobrecorrente de 1 000 A.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  5. Alternativa E: zinco.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O zinco funde a 420 °C, e a corrente necessária para isso é de cerca de 4⋅(420−25)=1 5804 \cdot (420 - 25) = 1\,580 A, maior que 1 000 A. O fusível só romperia depois de passado o limite do equipamento.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria
Código INEP
45163
Código da prova
1333
Arquivo do PDF
2024_PV_reaplicacao_PPL_D2_CD7.pdf