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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 118 do ENEM PPL 2017

2º dia · Ciências da Natureza · H5 · Física: Potência elétrica e efeito Joule

A capacidade de uma bateria com acumuladores, tal como a usada no sistema elétrico de um automóvel, é especificada em ampère-hora (Ah). Uma bateria de 12\ \text{V} e 100\ \text{Ah} fornece 12\ \text{J} para cada coulomb de carga que flui através dela.

Se um gerador, de resistência interna desprezível, que fornece uma potência elétrica média igual a 600\ \text{W}, fosse conectado aos terminais da bateria descrita, quanto tempo ele levaria para recarregá-la completamente?

  1. A
    0{,}5\ \text{h}
  2. B
    2\ \text{h}
  3. C
    12\ \text{h}
  4. D
    50\ \text{h}
  5. E
    100\ \text{h}
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Resolução comentada

A capacidade em ampère-hora mede a carga elétrica armazenada. Já a tensão de 12\ \text{V} diz quanta energia cada coulomb fornece (12\ \text{J/C}). Multiplicando as duas, obtemos a energia total da bateria.

  1. Carga armazenada: 100\ \text{Ah} = 100\ \text{A} \cdot 3600\ \text{s} = 3{,}6\times10^{5}\ \text{C}.

  2. Energia armazenada: E = q\cdot V = 3{,}6\times10^{5}\cdot 12 = 4{,}32\times10^{6}\ \text{J}.

  3. Potência do gerador: P = 600\ \text{W} = 600\ \text{J/s}.

  4. Tempo de recarga:

    \Delta t = \frac{E}{P} = \frac{4{,}32\times10^{6}}{600} = 7200\ \text{s}

  5. Em horas: 7200/3600 = 2\ \text{h}.

Outra forma, mais direta: E = 12\ \text{V}\cdot 100\ \text{Ah} = 1200\ \text{Wh}. Com 600\ \text{W}, o tempo é 1200/600 = 2\ \text{h}.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Ainverte a divisão, calculando 600/1200 em vez de 1200/600.
  • Ctoma apenas a tensão de 12 V como se fosse o tempo, ignorando energia e potência.
  • Dnão corresponde a nenhuma combinação correta dos dados; resulta de operação sem sentido físico.
  • Eusa só a capacidade de 100 Ah como se fosse o tempo, sem converter em energia.

Assuntos: Potência elétrica e efeito Joule, Corrente elétrica.

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