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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 121 do ENEM PPL 2021

2º dia · Ciências da Natureza · H6 · Física: Potência elétrica e efeito Joule

Especificações técnicas
Consumo de energia: 127 V~60 Hz, 1 200 W
Potência máxima: 700 W
Frequência operacional: 2 450 MHz
Dimensões externas (A x L x P): (26,5 x 45,3 x 32,8) cm
Dimensões do compartimento do forno (A x L x P): (22,5 x 32,0 x 29,2) cm
Capacidade do forno: 20 litros
Uniformidade de cozimento: Sistema de prato giratório
Peso líquido: 10,22 kg

O quadro contém as especificações técnicas de um forno de micro-ondas, em que é possível distinguir entre a potência consumida pelo eletrodoméstico quando ligado em uma rede elétrica sob determinadas condições de tensão elétrica e frequência e a máxima potência fornecida aos alimentos nele aquecidos. Também distinguem-se a frequência de micro-ondas, à qual o alimento é submetido, e a frequência da rede elétrica.

Utiliza-se esse equipamento para descongelar um alimento durante 15 minutos, em potência máxima.

Durante o descongelamento, a frequência da onda eletromagnética que aquece o alimento e a quantidade aproximada de energia fornecida para aquecê-lo são, respectivamente,

  1. A
    2\text{ }450\text{ MHz} e 630\text{ kJ}.
  2. B
    2\text{ }450\text{ MHz} e 114\text{ kJ}.
  3. C
    2\text{ }390\text{ MHz} e 630\text{ kJ}.
  4. D
    60\text{ Hz} e 114\text{ kJ}.
  5. E
    60\text{ Hz} e 127\text{ kJ}.
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Resolução comentada

O quadro traz duas frequências diferentes: a da rede elétrica (60 Hz, que alimenta o aparelho) e a frequência operacional (2 450 MHz), que é a das micro-ondas que atingem o alimento. Portanto, a onda que aquece o alimento tem 2\,450\ \text{MHz}.

Também há duas potências: a consumida da rede (1 200 W) e a máxima fornecida ao alimento (700 W). A energia que aquece o alimento é calculada com a potência fornecida, não com a consumida.

  1. Tempo: 15\ \text{min} = 15 \times 60 = 900\ \text{s}.
  2. Energia: E = P \cdot \Delta t = 700\ \text{W} \times 900\ \text{s} = 630\,000\ \text{J}.
  3. Em quilojoules: E = 630\ \text{kJ}.

Se usássemos 1 200 W, obteríamos 1\,080\ \text{kJ}, que não é a energia entregue ao alimento.

Assim, frequência de 2\,450\ \text{MHz} e energia de 630\ \text{kJ}.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa D (e E) engana ao usar 60 Hz, a frequência da rede elétrica, em vez da frequência de 2 450 MHz das micro-ondas que aquecem o alimento.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BAcerta a frequência, mas a energia de 114 kJ não corresponde a 700 W por 900 s (parece vir de erro no tempo ou nas unidades).
  • CEnergia correta, mas a frequência de 2 390 MHz não consta no quadro; a correta é 2 450 MHz.
  • DUsa 60 Hz, que é a frequência da rede elétrica, e não a das micro-ondas; a energia também está errada.
  • EConfunde a frequência da rede (60 Hz) com a da onda e usa a tensão de 127 V como se fosse energia em kJ.

Assuntos: Potência elétrica e efeito Joule, Ondas eletromagnéticas e espectro.

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