Enem 2010: A Relação Da Resistência Elétrica

Reza April 22, 2022
Exercícios Enem 2010 Matemática e suas tecnologias. Questão 09.

O Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) é uma das principais avaliações do país, realizada anualmente pelo Ministério da Educação (MEC) com o objetivo de avaliar o nível de conhecimento dos estudantes que estão concluindo ou já concluíram o ensino médio. Em 2010, uma das questões abordou a relação da resistência elétrica.

O que é resistência elétrica?

Resistência elétrica é a oposição que um material oferece à passagem de corrente elétrica. Essa oposição é causada pela presença de elétrons livres que se movem pelo material. Quanto maior a resistência elétrica, menor a corrente elétrica que passa pelo material. A unidade de medida da resistência elétrica é o ohm (Ω).

Qual era a questão do ENEM 2010?

A questão do ENEM 2010 abordava a relação entre a resistência elétrica e a temperatura de um fio condutor. O enunciado da questão era o seguinte:

“Um fio condutor de cobre está submetido a uma diferença de potencial elétrico de 12V e é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 2,0A. Considerando a resistência elétrica do fio constante, qual será a variação percentual da resistência elétrica do fio se a sua temperatura for aumentada em 10 graus Celsius?”

A resposta correta era 4,0%. A explicação para essa resposta é que a resistência elétrica de um fio condutor aumenta quando a temperatura do fio aumenta. Isso acontece porque o aumento da temperatura provoca uma agitação maior dos elétrons livres no material, o que dificulta a passagem da corrente elétrica. Essa variação da resistência elétrica com a temperatura é chamada de coeficiente de temperatura da resistência elétrica.

Qual é a importância da relação entre a resistência elétrica e a temperatura?

A relação entre a resistência elétrica e a temperatura é importante em diversos contextos da física e da engenharia elétrica. Alguns exemplos são:

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  • Circuitos elétricos: A resistência elétrica é um parâmetro fundamental em circuitos elétricos, e a variação da resistência com a temperatura pode afetar o desempenho do circuito.
  • Aquecimento: Materiais condutores que apresentam uma alta variação da resistência com a temperatura podem ser usados para gerar calor, como em resistores e aquecedores elétricos.
  • Termometria: A variação da resistência elétrica com a temperatura pode ser usada para medir a temperatura de um material, como em termistores e termopares.

Como calcular a variação da resistência elétrica com a temperatura?

A variação da resistência elétrica com a temperatura depende do coeficiente de temperatura da resistência elétrica do material em questão. Esse coeficiente é uma constante que indica a variação percentual da resistência elétrica por grau Celsius de variação da temperatura. Para calcular a variação da resistência elétrica com a temperatura, basta multiplicar a resistência elétrica inicial pelo coeficiente de temperatura e pelo aumento de temperatura em graus Celsius.

A fórmula matemática para calcular a variação da resistência elétrica com a temperatura é:

ΔR = R * α * ΔT

onde:

  • ΔR é a variação da resistência elétrica em ohms (Ω)
  • R é a resistência elétrica inicial em ohms (Ω)
  • α é o coeficiente de temperatura da resistência elétrica em graus Celsius^-1
  • ΔT é o aumento de temperatura em graus Celsius (°C)

Conclusão

A relação entre a resistência elétrica e a temperatura é um conceito fundamental da física e da engenharia elétrica, e é importante para entender o comportamento de materiais condutores em diversos contextos. A questão do ENEM 2010 que abordou esse tema serve como exemplo da relevância desse conceito para a formação dos estudantes brasileiros.

FAQs

1. Qual é o coeficiente de temperatura da resistência elétrica do cobre?

O coeficiente de temperatura da resistência elétrica do cobre é de aproximadamente 0,004 °C^-1. Isso significa que a resistência elétrica do cobre aumenta em cerca de 0,4% por grau Celsius de aumento da temperatura.

2. Como a variação da resistência elétrica com a temperatura pode afetar o desempenho de um circuito elétrico?

A variação da resistência elétrica com a temperatura pode afetar o desempenho de um circuito elétrico de diversas formas. Por exemplo, se a resistência elétrica de um componente do circuito aumenta com a temperatura, isso pode fazer com que a corrente elétrica diminua e a tensão nos terminais do componente aumente. Esse aumento de tensão pode afetar outros componentes do circuito e causar falhas ou danos. Além disso, a variação da resistência elétrica com a temperatura pode afetar a precisão de medições feitas em circuitos elétricos.

3. Como os materiais condutores podem ser usados para gerar calor?

Materiais condutores que apresentam uma alta variação da resistência elétrica com a temperatura podem ser usados para gerar calor, como em resistores e aquecedores elétricos. Quando uma corrente elétrica passa por esses materiais, a resistência elétrica faz com que parte da energia elétrica seja convertida em energia térmica, gerando calor. Esse calor pode ser usado para aquecer ambientes, líquidos ou gases.

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Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

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