Correção ENEM 2026Confira suas respostas do 1º dia com o gabarito dos cursinhos e a resolução das questões, até o INEP publicar o oficialVer a correção
Entrar

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 54 do ENEM 2016

1º dia · Ciências da Natureza · H23 · Física: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor

Durante a primeira fase do projeto de uma usina de geração de energia elétrica, os engenheiros da equipe de avaliação de impactos ambientais procuram saber se esse projeto está de acordo com as normas ambientais. A nova planta estará localizada à beira de um rio, cuja temperatura média da água é de 25\,^\circ\text{C}, e usará a sua água somente para refrigeração. O projeto pretende que a usina opere com 1{,}0\ \text{MW} de potência elétrica e, em razão de restrições técnicas, o dobro dessa potência será dissipada por seu sistema de arrefecimento, na forma de calor. Para atender a resolução número 430, de 13 de maio de 2011, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, com uma ampla margem de segurança, os engenheiros determinaram que a água só poderá ser devolvida ao rio com um aumento de temperatura de, no máximo, 3\,^\circ\text{C} em relação à temperatura da água do rio captada pelo sistema de arrefecimento. Considere o calor específico da água igual a 4\ \text{kJ}/(\text{kg}\, ^\circ\text{C}).

Para atender essa determinação, o valor mínimo do fluxo de água, em kg/s, para a refrigeração da usina deve ser mais próximo de

  1. A
    42.
  2. B
    84.
  3. C
    167.
  4. D
    250.
  5. E
    500.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

A água do rio recebe o calor dissipado pela usina. Em cada segundo, a quantidade de calor absorvida é Q = m\,c\,\Delta T, e dividindo por um segundo temos a potência: P = \dfrac{m}{\Delta t}\,c\,\Delta T. O fluxo de água é \dfrac{m}{\Delta t}, em kg/s.

  1. Potência elétrica da usina: 1{,}0\ \text{MW}. O enunciado diz que o dobro dela é dissipado como calor: P_{dis} = 2{,}0\ \text{MW} = 2{,}0\times10^{6}\ \text{W}, ou seja, 2{,}0\times10^{6}\ \text{J/s}.

  2. Calor específico: c = 4\ \text{kJ/(kg}\,^\circ\text{C)} = 4\times10^{3}\ \text{J/(kg}\,^\circ\text{C)}.

  3. Aumento máximo de temperatura: \Delta T = 3\,^\circ\text{C}. O fluxo mínimo corresponde ao maior aquecimento permitido: se a vazão fosse menor, a água esquentaria mais que 3\,^\circ\text{C}.

  4. Cálculo:

\frac{m}{\Delta t}=\frac{P_{dis}}{c\,\Delta T}=\frac{2{,}0\times10^{6}}{4\times10^{3}\times 3}=\frac{2{,}0\times10^{6}}{12\times10^{3}}\approx 167\ \text{kg/s}

A temperatura de 25\,^\circ\text{C} do rio não entra na conta, pois só importa a variação.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa B engana quem usa 1,0 MW (a potência elétrica) em vez dos 2,0 MW dissipados como calor.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ADivide a potência de 1,0 MW por 4 kJ e por 3 e ainda erra a ordem de grandeza, ignorando o dobro dissipado; não corresponde ao cálculo correto.
  • BUsa apenas 1,0 MW como calor dissipado (esquece que o dobro é dissipado), obtendo cerca de 83 kg/s.
  • DUsa 2 MW mas divide por c\,\Delta T com \Delta T = 2\,^\circ\text{C}, chegando a 250 kg/s; o aumento máximo é 3 °C.
  • EUsa 2 MW dividido por 4\times10^3 sem multiplicar por \Delta T = 3, resultando em 500 kg/s.

Assuntos: Calorimetria: calor sensível e trocas de calor, Potência e rendimento.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 54 no caderno Azul do ENEM 2016

Nos cadernos: Azul 54Amarelo 76Branco 82Rosa 51