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ENEM 2013 O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica


O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110 V pode ser adaptado para funcionar em 220 V, de modo a manter inalterada sua potência.

Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a)

  1. dobro do comprimento do fio.
  2. metade do comprimento do fio.
  3. metade da área da seção reta do fio.
  4. quádruplo da área da seção reta do fio.
  5. quarta parte da área da seção reta do fio.

SOLUÇÃO

Sabemos que a lei de Ohm relaciona a corrente com a voltagem: U = R . i.

A potência dissipada é

P = U . i = R . i2

Como i = U / R, podemos escrever:

P = U . i = U . U / R

P = U2 / R

P1 = P2

U12 / R1 = U22 / R2

1102 / R1 = 2202 / R2

R2 = 4 R1

A segunda lei de Ohm é:

Segunda lei de Ohm

R2 = 4 R1

Assim, para quadruplicar a resistência, precisamos que:

  • quadruplicar o lado L (comprimento do fio)
  • ou dividir área da seção reta por 4

letra E