Questão 115 do ENEM 2025 — Ciências da Natureza

Para resolver esta questão, precisamos determinar a energia térmica necessária para aquecer toda a água do reservatório e, em seguida, converter esse valor para a unidade pedida, o watt-hora ($\text{Wh}$).

1. Massa de água

O volume do reservatório é $V = 400\text{ L}$ e a densidade da água é $d = 1\text{ kg/L}$, ou seja, cada litro tem massa de $1\text{ kg}$. Portanto: $m = 400\text{ kg}$

2. Calor necessário

A água é aquecida de $T_i = 25\text{ °C}$ até $T_f = 35\text{ °C}$, logo: $\Delta T = 35 - 25 = 10\text{ °C}$

Aplicando a equação fundamental da calorimetria, com $c = 1\,000\text{ cal} \cdot \text{kg}^{-1} \cdot \text{°C}^{-1}$: $Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 400 \cdot 1\,000 \cdot 10 = 4 \times 10^6\text{ cal}$

3. Conversão de unidades

Como $1\text{ cal} = 4,2\text{ J}$, convertendo a energia para joules: $E = 4 \times 10^6 \cdot 4,2 = 16,8 \times 10^6\text{ J}$

O joule equivale a watt-segundo, e $1\text{ hora} = 3\,600\text{ s}$, ou seja, $1\text{ Wh} = 3\,600\text{ J}$. Convertendo de joules para watt-hora: $E_{\text{Wh}} = \frac{16,8 \times 10^6}{3\,600} \approx 4\,666,67\text{ Wh}$

Em notação científica, arredondando para o valor mais próximo: $E_{\text{Wh}} \approx 4,7 \times 10^3\text{ Wh}$

Esse resultado corresponde à alternativa C. Os dados de potência, tensão, corrente e disjuntor fornecidos na tabela não são necessários para este cálculo, pois a energia total dissipada depende apenas da variação de temperatura, da massa de água e do calor específico.