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Questão do ENEM 2020

Ciências da Natureza · habilidade 2Digital · Caderno Rosa · Questão 98

O desfibrilador salva vidas de pessoas que são acometidas por ataques cardíacos ou arritmias. Ele dispõe de um capacitor que pode ser carregado por uma fonte com uma alta tensão. Usando o desfibrilador, pode-se fornecer energia ao coração, por meio de um choque elétrico, para que ele volte a pulsar novamente em seu ritmo normal. Um socorrista dispõe de um desfibrilador com capacitor de 70 microfarads que pode armazenar cerca de 220 J de energia, quando conectado a uma tensão de 2 500 V. O valor da carga armazenada por esse desfibrilador, em coulomb, é de

  1. Alternativa A: 0,015.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Esse valor aparece ao multiplicar a capacitância em farads pela energia, 70⋅10−6⋅220≈0,01570 \cdot 10^{-6} \cdot 220 \approx 0{,}015, grandezas que não se combinam para dar a carga. A carga é o produto da capacitância pela tensão.

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

  2. Alternativa B: 0,088.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O valor 0,088 vem de usar E=Q⋅VE = Q \cdot V, isto é, Q=2202 500Q = \frac{220}{2\,500}, esquecendo o fator 12\frac{1}{2} da energia armazenada em um capacitor, E=Q⋅V2E = \frac{Q \cdot V}{2}. A carga correta é o dobro desse valor.

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

  3. Alternativa C: 0,175. gabarito
    Justificativa

    Esta alternativa está correta. A carga armazenada em um capacitor é Q=C⋅VQ = C \cdot V. Com C=70 μF=70⋅10−6C = 70\ \mu\mathrm{F} = 70 \cdot 10^{-6} F e V=2 500V = 2\,500 V, Q=70⋅10−6⋅2 500=0,175Q = 70 \cdot 10^{-6} \cdot 2\,500 = 0{,}175 C. Conferindo pela energia, E=Q⋅V2=0,175⋅2 5002≈219E = \frac{Q \cdot V}{2} = \frac{0{,}175 \cdot 2\,500}{2} \approx 219 J, coerente com os 220 J do enunciado.

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

  4. Alternativa D: 3,15.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O valor 3,15 vem de dividir os 220 J por 70, sem converter microfarads em farads. Além disso, a conta não usa a relação entre carga, capacitância e tensão, Q=C⋅VQ = C \cdot V.

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

  5. Alternativa E: 11,4.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. O valor 11,4 vem de dividir a tensão de 2 500 V pela energia de 220 J, operação sem significado físico para a carga. Com Q=C⋅VQ = C \cdot V e capacitância de apenas 70 µF, uma carga dessa ordem seria impossível.

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

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Fonte e auditoria
Código INEP
98244
Código da prova
701
Arquivo do PDF
ENEM_2020_DIGITAL_CAD_08_DIA_2_ROSA.pdf