Questão 121 do ENEM 2021 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar atentamente as especificações técnicas fornecidas no quadro e identificar quais dados correspondem ao que foi pedido: a frequência da onda eletromagnética que aquece o alimento e a energia fornecida a ele.

Frequência da onda eletromagnética

O enunciado pede a frequência da onda que aquece o alimento. No quadro, temos duas frequências:

• $60\text{ Hz}$: é a frequência da rede elétrica (a tomada onde o aparelho é ligado).
• $2\ 450\text{ MHz}$: é a frequência operacional do forno, ou seja, a frequência das micro-ondas geradas para aquecer a comida.

Portanto, a frequência da onda eletromagnética que aquece o alimento é de $2\ 450\text{ MHz}$.

Energia fornecida para aquecer o alimento

A energia ($E$) fornecida a um corpo pode ser calculada pela relação entre a potência ($P$) e o intervalo de tempo ($\Delta t$): $E = P \cdot \Delta t$

Novamente, precisamos escolher a potência correta no quadro:

• $1\ 200\text{ W}$: é a potência consumida pelo aparelho da rede elétrica (o quanto ele "puxa" de energia da tomada).
• $700\text{ W}$: é a potência máxima útil, ou seja, a potência efetivamente fornecida aos alimentos para aquecê-los.

Como queremos a energia fornecida para aquecer o alimento, usaremos a potência útil de $700\text{ W}$.

O tempo de funcionamento dado foi de $15\text{ minutos}$. Para que a energia seja calculada no Sistema Internacional, em Joules ($\text{J}$), precisamos converter esse tempo para segundos: $\Delta t = 15 \text{ min} \times 60 \text{ s/min} = 900\text{ s}$

Agora, basta aplicar os valores na fórmula da energia: $E = 700\text{ W} \cdot 900\text{ s}$ $E = 630\ 000\text{ J}$

Como as alternativas estão em quilojoules ($\text{kJ}$), dividimos o resultado por $1\ 000$ (já que o prefixo "kilo" equivale a $10^3$): $E = 630\text{ kJ}$

Dessa forma, a frequência da onda é $2\ 450\text{ MHz}$ e a energia fornecida é $630\text{ kJ}$, o que nos leva à alternativa correta.