Questão 120 — ENEM 2025Caderno amarelo · 2º Dia
O aquecimento em fogões por indução utiliza bobinas para produzir um campo magnético variável. Essa bobina se localiza abaixo do vidro cerâmico sobre o qual a panela se apoia. O mecanismo aquece apenas a panela que se encontra na zona de cozimento, o que é uma das principais vantagens em relação ao uso do fogão a gás ou de resistência elétrica.
PEREIRA, A. B. et al. Fogões de indução: montagem e testes de um circuito disponível. Disponível em: https://publicacoes.fatecsertaozinho.edu.br. Acesso em: 21 maio 2025 (adaptado).
O uso do campo magnético variável tem a finalidade de
Alternativas
Resolução
📋 Ficha da Questão
- 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletromagnetismo; indução eletromagnética; efeito Joule
- ⚡ Nível: Médio — exige encadear conceitos de campo magnético variável → corrente induzida → aquecimento
- 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Indução eletromagnética; lei de Faraday; efeito Joule; tecnologia do cotidiano
- 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa
🔎 Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando
- Comando reformulado: "Qual é o mecanismo pelo qual o campo magnético variável de um fogão de indução aquece a panela?"
- Palavras-chave decisivas: campo magnético variável, finalidade, aquece apenas panelas de ferro ou aço
- Armadilha típica: Confundir aquecimento por radiação eletromagnética com indução; ou pensar que o campo magnético aquece diretamente sem passar pela geração de corrente
- O que a resposta precisa demonstrar: Encadeamento: campo magnético variável → corrente induzida na panela (lei de Faraday/Lenz) → resistência elétrica do metal → efeito Joule (calor)
📚 Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais
- Indução eletromagnética (Lei de Faraday): Campo magnético variável no tempo induz uma força eletromotriz (fem) em condutores próximos, gerando correntes elétricas induzidas (correntes de Foucault)
- Correntes de Foucault: Correntes circulares induzidas em materiais condutores por campo magnético variável; dissipam energia na forma de calor
- Efeito Joule: Quando corrente elétrica passa por um resistor (material com resistência elétrica), gera calor: Q = I²·R·t
- Por que apenas ferro/aço: São materiais condutores ferromagnéticos; possuem resistência elétrica e permeabilidade magnética alta, maximizando correntes induzidas e aquecimento
🧭 Passo 3 — Decodificação do Enunciado
- Evidência 1: "bobinas produzem campo magnético variável" → indução eletromagnética — lei de Faraday
- Evidência 2: "aquece apenas panelas de ferro ou aço" → o material precisa ser condutor para que correntes sejam induzidas nele
- Síntese: Campo variável → corrente induzida na base metálica da panela → resistência do metal dissipa energia como calor (efeito Joule)
🧠 Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)
Subpasso 4.1 — Identificar o fenômeno físico inicial A bobina abaixo do fogão conduz corrente alternada, criando um campo magnético que varia no tempo. Pela lei de Faraday, um campo magnético variável induz uma força eletromotriz em qualquer condutor próximo.
Subpasso 4.2 — Determinar o que acontece na panela O fundo metálico da panela (ferro ou aço) está sob o campo magnético variável. Surgem correntes elétricas induzidas circulares (correntes de Foucault) na base da panela. Essas correntes percorrem o material que tem resistência elétrica.
Subpasso 4.3 — Verificação pelo efeito Joule Pela expressão Q = I²·R·t, a corrente induzida ao circular pelo resistor (base metálica com resistência R) dissipa energia na forma de calor, aquecendo a panela de dentro para fora. O vidro cerâmico não aquece porque não é condutor elétrico.
✅❌ Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas
A) imantar o material da panela por indução. ❌ Incorreta: Imantação é um efeito magnético estático; o objetivo do campo variável não é magnetizar permanentemente a panela, mas induzir correntes elétricas nela
B) movimentar os átomos de ferro concentrados no fundo da panela. ❌ Incorreta: O aquecimento não ocorre por agitação direta dos átomos pelo campo; ocorre pelo efeito Joule das correntes induzidas
C) emitir radiação eletromagnética, aquecendo a panela através do vidro cerâmico. ❌ Incorreta: O aquecimento por radiação atuaria sobre todos os materiais sobre o fogão, mas panelas de alumínio e vidro não aquecem no fogão de indução; o mecanismo é por corrente induzida, não por radiação
D) induzir corrente elétrica na parte inferior da panela, aquecendo-a por efeito Joule. ✅ Correta: Descreve exatamente o mecanismo: campo magnético variável → corrente induzida (Faraday) → resistência da panela dissipa energia como calor (Joule)
E) gerar um fluxo de corrente de convecção no ar contido entre a região da bobina e o vidro cerâmico. ❌ Incorreta: Corrente de convecção é transferência de calor por fluido em movimento; não é o mecanismo de aquecimento por indução, e o ar não aquece significativamente nesse processo
🏆 Gabarito: D — O campo magnético variável da bobina induz correntes elétricas (de Foucault) na base metálica da panela; essas correntes dissipam energia por efeito Joule, aquecendo a panela.
🏁 Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova
- Reafirmação do gabarito: D é a única resposta que encadeia corretamente: campo variável → corrente induzida → efeito Joule = calor
- Padrão de cobrança: Fogão de indução é um dos exemplos favoritos do ENEM para cobrar indução eletromagnética aplicada ao cotidiano
- Generalização: Sempre que houver campo magnético variável + condutor próximo = corrente induzida; corrente em resistor = calor (efeito Joule)
- Dica de eliminação rápida: Elimine convecção no ar (E) e imantação (A) imediatamente; entre as restantes, busque a que menciona corrente elétrica induzida + efeito Joule
- Conexões com outros temas: Lei de Faraday-Lenz; transformadores; freio eletromagnético; indutores