Ciências da NaturezaENEM 2009Nível 3
É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20 °C a 55 °C. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.
Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g-1 °C-1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?
Fonte: ENEM 2009 · questão 30 · INEP.
AA quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos.
BA quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão.
CA quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão.
DA quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.✓ correta
EA quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.
Resposta correta: alternativa D
💡 Explicação
O calor necessário para aquecer a água é $Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 200.000 \times 4{,}19 \times 35 \approx 29{,}3$ milhões de joules — e a combustão direta consegue isso com apenas 1 litro de gasolina. O resistor do gerador dissipa $P = V^2/R = 110^2/11 = 1.100$ W, então precisa funcionar por $29{,}3 \times 10^6 / 1.100 \approx 26.700$ s, cerca de 7,4 horas. Como o gerador gasta 1 litro por hora, consome aproximadamente 7 litros — sete vezes mais que a combustão direta. Isso ilustra as grandes perdas de energia quando se converte calor em eletricidade antes de usá-la para aquecer.Questão enviada por Marcelo Merreles ao banco público do Canetinha.