Questão 102 — ENEM 2025 BelémCaderno azul · 2º Dia

📋 Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletricidade e Termologia (potência de placas fotovoltaicas e coeficiente térmico)
• ⚡ Nível: Fácil/Médio — cálculo percentual direto sobre variação de temperatura
• 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Geração de energia, eficiência e efeitos térmicos em dispositivos (competência de área 5, H17)
• 🏆 Gabarito: [LETRA] — revelado após resolução completa

🔎 Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual a menor potência real que uma placa fotovoltaica de potência nominal 250 W pode gerar, sabendo que a potência cai 0,4%/°C a partir de 25 °C, até atingir a temperatura máxima de 65 °C?"
• Palavras-chave decisivas: potência nominal 250 W a 25 °C, −0,4%/°C, 65 °C (máxima), menor potência real
• Armadilha típica: aplicar a queda sobre a temperatura TOTAL (65 °C) ou esquecer de calcular a variação de temperatura (ΔT).
• O que a resposta precisa demonstrar: cálculo de ΔT = 65 − 25 = 40 °C, aplicar perda percentual (0,4% × 40 = 16%) e encontrar 84% de 250 W = 210 W.

📚 Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Potência nominal (P₀): valor de referência, medido em condições padrão (STC: 25 °C, irradiância 1000 W/m², AM 1,5).
• Coeficiente de temperatura (β): aqui, β = −0,4%/°C (potência cai 0,4% a cada °C acima dos 25 °C).
• Fórmula da potência real com temperatura: P(T) = P₀ · (1 + β · ΔT) com ΔT = T − 25 (em °C) e β expresso em fração por °C.
• Percentual → fração: 0,4% = 0,004.
• Valor em porcentagem: ΔP(%) = β(%) · ΔT.

🧭 Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "máxima temperatura atingida = 65 °C" → ΔT = 65 − 25 = 40 °C.
• Evidência 2: "potência nominal a 25 °C = 250 W" → valor de partida.
• Evidência 3: "−0,4% da potência nominal a cada grau Celsius" → taxa de queda constante.
• Evidência 4: "menor potência real" → corresponde à maior temperatura (65 °C), pois o coeficiente é negativo.
• Síntese: calcular queda total (0,4% × 40 = 16%) e subtrair de 250 W.

🧠 Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Calcular ΔT ΔT = T_máx − T_ref = 65 − 25 = 40 °C

Subpasso 4.2 — Calcular a queda percentual acumulada Queda% = 0,4%/°C × 40 °C = 16% Em fração: 0,004 × 40 = 0,16 → 16% de redução.

Subpasso 4.3 — Calcular a potência real mínima P_real = P₀ × (1 − 0,16) = 250 × 0,84 P_real = 210 W

Alternativamente: Redução absoluta = 0,004 × 40 × 250 = 40 W P_real = 250 − 40 = 210 W

Subpasso 4.4 — Verificação

• 0,4% de 250 W = 1 W por °C.
• Ao longo de 40 °C, perde 40 W.
• 250 − 40 = 210 W ✓ A alternativa correspondente é B (210 W).

✅❌ Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 230 W. ❌ Incorreta: corresponderia a uma queda de 20 W (apenas 8%), ou seja, ΔT efetivo de 20 °C — metade do real. Provavelmente resulta de calcular 0,4% sobre 20 °C apenas.

B) 210 W. ✅ Correta: P = 250 × (1 − 0,004 × 40) = 250 × 0,84 = 210 W. Cálculo direto da queda percentual aplicada a ΔT = 40 °C.

C) 190 W. ❌ Incorreta: valor inferior ao correto. Corresponderia a uma queda de 60 W (24%), como se ΔT fosse 60 °C — incompatível com os dados.

D) 150 W. ❌ Incorreta: corresponderia a queda de 40% — resultaria de usar ΔT = 100 °C ou errar na interpretação do coeficiente.

E) 100 W. ❌ Incorreta: uma queda de 60% sobre 250 W. Seria plausível somente com ΔT = 150 °C, muito acima do informado (apenas 40 °C acima da referência).

🏆 Gabarito: B — a potência real mínima é 210 W.

🏁 Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: ΔT = 40 °C · 0,4%/°C = 16% de queda; 250 W · 0,84 = 210 W.
• Padrão de cobrança: ENEM costuma cobrar cálculos percentuais aplicados a contextos reais de geração de energia.
• Generalização: P(T) = P₀ · (1 + β · ΔT); para coeficientes pequenos, a fórmula linear é adequada.
• Dica de eliminação rápida: sempre calcule ΔT = T − T_ref (e não T absoluta). O valor numérico da porcentagem DEVE ser aplicado a esse ΔT.
• Conexões com outros temas: rendimento de máquinas térmicas, dilatação térmica (coeficiente linear), conversão de energia, sistemas fotovoltaicos residenciais.