PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 61 da UNICAMP 2022

1ª fase · Física: Consumo de energia elétrica e instalações residenciais

A figura a seguir mostra a temperatura da tigela de uma panela de arroz elétrica em função do tempo de cozimento. Ligando-se a panela, uma resistência elétrica aumenta a temperatura da tigela contendo arroz e água até que a água entre em ebulição. Depois que toda a água é consumida — por evaporação e por absorção pelo arroz —, a temperatura da tigela volta a subir, o que é detectado por um sensor, e a panela é então desligada. A potência elétrica dissipada pela resistência elétrica, na forma de calor, é P = 400\text{ W}, constante durante todo o cozimento.

Quanto vale a energia elétrica dissipada desde o início do processo até que toda a água seja consumida?

Gráfico da temperatura (°C) em função do tempo (minutos) de 0 a 35 minutos

  1. A
    13{,}3\text{ kJ}.
  2. B
    240\text{ kJ}.
  3. C
    720\text{ kJ}.
  4. D
    2000\text{ kJ}.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

A energia elétrica dissipada por uma resistência com potência constante é E = P\cdot\Delta t. Precisamos, então, descobrir o intervalo de tempo certo no gráfico.

O gráfico mostra três momentos:

  • de 0 a 10 min, a temperatura sobe de 20 °C até 100 °C (aquecimento do arroz com água);
  • de 10 a 30 min, fica em 100 °C: a água ferve e vai sendo consumida;
  • em torno de 30 min, a temperatura volta a subir, sinal de que toda a água acabou.

Portanto, o processo, do início até o consumo total da água, dura 30\ \text{min}. Convertendo para segundos:

  1. \Delta t = 30\ \text{min} = 30\times 60 = 1800\ \text{s}
  2. E = P\,\Delta t = 400\times 1800 = 720\,000\ \text{J}
  3. E = 720\ \text{kJ}

Como a potência é constante durante todo o cozimento, vale usar o tempo total, incluindo o patamar de ebulição, pois a resistência continua fornecendo calor para vaporizar a água.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa B engana quem considera só os 10 minutos até 100 °C, esquecendo que a resistência segue fornecendo energia durante a ebulição até 30 min.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa 2 min ou divide errado; não corresponde a 400\times1800 (erro de conversão de unidades).
  • BUsa só os 10 min de aquecimento (600 s), esquecendo o patamar de ebulição em que a resistência continua ligada.
  • DValor sem base no gráfico, bem acima do obtido com \Delta t = 30 min.

Assuntos: Consumo de energia elétrica e instalações residenciais, Mudanças de estado físico e calor latente.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 61 no caderno Q da UNICAMP 2022

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2022. Prova oficial ↗