Questão 30 - ENEM 2009

Questão 30 - 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?

A)  A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos.

B)  A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão.

C)  A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão.

D)  A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.

E)  A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.

Alternativa Oficial  D.

Para o resistor, temos:

P = U²/R = Δε /R

Como toda a energia térmica liberada pelo resistor é transferida para a água, que, por sua vez, sofrerá variação de temperatura, temos:

Δε = Q = mcΔθ

Dessa forma:

U²/R = mcΔθ /Δt

Substituindo-se os dados fornecidos e observando-se que a massa de 200L de água é igual a 200kg ou

200000g:

110²/11 = 200.000 * 4,19* (55 – 20)/ Δt

Δt ≈ 26663,64s ≈ 7,4h

Como o gerador consome 1L de gasolina por hora, serão consumidos aproximadamente 7,4L, ou seja, 7,4 vezes o volume de gasolina utilizado na combustão direta.

http://www.da-educa.com/2009/12/ciencias-da-natureza-e-suas-tecnologias.html