Nos chuveiros elétricos, a água entra em contato com uma resistência aquecida por efeito Joule. A potência dissipada pelo aparelho varia em função da tensão à qual está ligado e do valor da resistência elétrica escolhida com a chave seletora. No quadro estão indicados valores de tensão e as possíveis resistências para cinco modelos de chuveiro. Nesse quadro, o valor das resistências é medido a partir da extremidade esquerda.
Qual chuveiro apresenta a maior potência elétrica?
A) A
B) B
C) C
D) D
E) E
Resolução em texto
📘 Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
Física — Eletrodinâmica (Potência elétrica, Lei de Ohm e Efeito Joule)
📔 Nível da Questão: Médio
✅ Gabarito: B
🔷 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 Comando da questão:
“Qual chuveiro apresenta a maior potência elétrica?”
📌 Explicação Detalhada:
Devemos analisar os cinco modelos de chuveiro e, usando os dados fornecidos de tensão (V) e resistência (R), calcular a potência elétrica para cada um deles.
📌 Palavras-chave:
- Potência elétrica
- Tensão
- Resistência
- Maior potência dissipada
📌 Objetivo:
Identificar, entre os modelos A, B, C, D e E, aquele que apresenta a maior potência elétrica dissipada, ou seja, aquele que aquece mais intensamente.
➡️ Agora que o objetivo está claro, vamos revisar os conceitos necessários.
🔷 Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
📌 Potência elétrica dissipada por efeito Joule (P):
A fórmula da potência em função da resistência é:
✔ P = V² / R
🔹 Onde:
- P = potência elétrica (em watts)
- V = tensão elétrica (em volts)
- R = resistência elétrica (em ohms)
📌 Importante:
✔ Quanto maior a tensão e menor a resistência, maior será a potência.
✔ Devemos sempre escolher a posição de menor resistência de cada chuveiro (posição de maior aquecimento).
🔷 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📌 Dados da tabela:
| Chuveiro | Tensão (V) | Menor Resistência (Ω) |
|---|---|---|
| A | 127 | 5,0 |
| B | 127 | 3,2 |
| C | 220 | 8,0 |
| D | 220 | 10,0 |
| E | 220 | 10,5 |
📌 Interpretação:
Para cada chuveiro, vamos calcular a potência máxima (com a menor resistência, pois quanto menor a resistência, maior a potência dissipada).
🔷 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
🔹 Aplicando a fórmula P = V² / R para cada chuveiro:
A:
P = 127² / 5,0
P = 16129 / 5
P = 3225,8 W
B:
P = 127² / 3,2
P = 16129 / 3,2
P = 5039,0 W
C:
P = 220² / 8,0
P = 48400 / 8
P = 6050,0 W
D:
P = 220² / 10,0
P = 48400 / 10
P = 4840,0 W
E:
P = 220² / 10,5
P = 48400 / 10,5
P ≈ 4619,0 W
🔷 Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
📌 A) Chuveiro A → 3225,8 W ❌
📌 B) Chuveiro B → 5039,0 W ✅
📌 C) Chuveiro C → 6050,0 W ❌
📌 D) Chuveiro D → 4840,0 W ❌
📌 E) Chuveiro E → 4619,0 W ❌
✅ Alternativa correta: B
🔷 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 Resumo do Raciocínio:
Para comparar os chuveiros, usamos a fórmula da potência elétrica P = V² / R. O chuveiro com menor resistência e tensão significativa produz maior dissipação de calor. Apesar dos modelos com 220 V terem mais tensão, o modelo B, com 127 V e resistência de apenas 3,2 Ω, alcança a maior potência dissipada.
📌 Reafirmação da Alternativa Correta:
✅ Alternativa B — Chuveiro B apresenta a maior potência elétrica.
🔍 Resumo Final:
A potência elétrica dissipada em um chuveiro depende da tensão e da resistência. Utilizando a fórmula P = V² / R, determinamos que o chuveiro B, operando com 127 V e 3,2 Ω, fornece a maior potência entre os cinco modelos
