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:
a) 2450 MHz e 630 kJ.
b) 2450 MHz e 114 kJ.
c) 2390 MHz e 630 kJ.
d) 60Hz e 114KkJ.
e) 60Hz e 127kJ.
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Ondulatória e Energia
📊 Nível da Questão: Médio
📝Tema/Objetivo Geral: Aplicação dos conceitos de ondas eletromagnéticas e energia para determinar a frequência da radiação e a quantidade de energia fornecida ao alimento.
🎯 Gabarito: A
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 O enunciado fornece as especificações técnicas de um forno de micro-ondas e pede que identifiquemos a frequência da radiação utilizada para aquecer o alimento e a energia fornecida durante o tempo de descongelamento.
📌 Palavras-chave:
- Frequência operacional: Representa a frequência da radiação eletromagnética utilizada no aquecimento.
- Potência máxima: Refere-se à potência fornecida ao alimento, que será usada para calcular a energia total fornecida.
- Tempo de aquecimento: Indica o intervalo de tempo em que a potência máxima atua sobre o alimento.
📌 Objetivo da questão: Determinar a frequência da radiação do micro-ondas e calcular a energia fornecida ao alimento.
Agora que o comando foi analisado e o objetivo definido, vamos abordar os conceitos e conteúdos necessários.
Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
📌 Ondas eletromagnéticas e micro-ondas
- O forno de micro-ondas utiliza ondas eletromagnéticas para aquecer alimentos. Essas ondas pertencem ao espectro de radiofrequência, com frequências da ordem de gigahertz (GHz).
📌 Frequência operacional do micro-ondas
- O valor da frequência operacional do forno é 2 450 MHz (megahertz), conforme a tabela fornecida.
📌 Cálculo da energia fornecida
- A relação entre potência e energia é dada por:
Energia = Potência × Tempo
Onde:- Potência do forno = 700 W
- Tempo de descongelamento = 15 minutos = 900 segundos
Com os conceitos bem estabelecidos, vamos agora interpretar o texto da questão.
Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📌 Analisando o contexto
- O micro-ondas opera a uma frequência de 2 450 MHz, pois esse é o valor indicado na tabela como frequência operacional.
- O enunciado menciona o uso da potência máxima durante 15 minutos, o que nos leva a calcular a energia fornecida.
📌 Frases-chave
- “A frequência da onda eletromagnética que aquece o alimento” → Isso indica que devemos buscar a frequência operacional do micro-ondas na tabela.
- “A quantidade aproximada de energia fornecida para aquecê-lo” → Devemos calcular a energia com a fórmula da potência.
Agora que interpretamos o texto, vamos desenvolver o raciocínio e realizar os cálculos necessários.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
📌 Frequência das micro-ondas
- De acordo com as especificações do forno, a frequência da onda eletromagnética é 2 450 MHz.
📌 Cálculo da energia fornecida
Sabemos que:
Energia = Potência × Tempo
Substituindo os valores fornecidos:
Energia = 700 × 900
Energia = 630 000 J = 630 kJ
Com os cálculos realizados, vamos agora analisar as alternativas fornecidas.
Passo 5: Análise das Alternativas
📌 Alternativas fornecidas:
A) 2 450 MHz e 630 kJ ✅ Correta! O valor da frequência e da energia coincidem com os cálculos realizados.
B) 2 450 MHz e 114 kJ ❌ Errada! A frequência está correta, mas a energia está errada.
C) 2 390 MHz e 630 kJ ❌ Errada! A energia está correta, mas a frequência está errada.
D) 60 Hz e 114 kJ ❌ Errada! O valor de 60 Hz refere-se à frequência da rede elétrica, não à frequência das micro-ondas.
E) 60 Hz e 127 kJ ❌ Errada! Mesma justificativa da alternativa D.
Finalmente, vamos concluir a resolução com um resumo e a justificativa final.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 Resumo do raciocínio
- A frequência da radiação utilizada para aquecer o alimento é 2 450 MHz, conforme a especificação do forno.
- A energia fornecida ao alimento é calculada pela relação Energia = Potência × Tempo, resultando em 630 kJ.
📌 Alternativa correta: ✅ Letra A
🔍 Resumo Final:
A questão exige a identificação da frequência operacional do micro-ondas e o cálculo da energia fornecida durante o aquecimento. A frequência correta é 2 450 MHz, e a energia fornecida ao alimento durante os 15 minutos é 630 kJ.
