(UFRS-RS) A frase - O calor do cobertor não me aquece direito| encontra-se em uma passagem da letra da música - Voltall, de Lupicínio Rodrigues. Na verdade, sabe-se que o cobertor não é uma fonte de calor e que sua função é a de isolar termicamente nosso corpo do ar frio que nos cerca. Existem, contudo, cobertores que, em seu interior, são aquecidos eletricamente por meio de uma malha de fios metálicos nos quais é dissipada energia em razão da passagem de uma corrente elétrica. Esse efeito de aquecimento pela passagem de corrente elétrica, que se observa em fios metálicos, é conhecido como
a) efeito Joule.
b) efeito Doppler.
c) efeito estufa.
d) efeito termoiônico.

Passo 1

O enunciado descreve um cobertor que contém, em seu interior, uma malha de fios metálicos nos quais é dissipada energia devido à passagem de corrente elétrica. A pergunta é: qual é o nome do efeito físico responsável pelo aquecimento desses fios quando uma corrente elétrica passa por eles? As alternativas são:
a) efeito Joule.
b) efeito Doppler.
c) efeito estufa.
d) efeito termoiônico.

Passo 2

Explicando o fenômeno observado no enunciado: quando uma corrente elétrica percorre um fio metálico, os elétrons (cargas) colidem com os íons da rede cristalina do metal e com defeitos, transformando parte da energia elétrica em energia térmica (calor). Esse processo é exatamente o que faz o fio aquecer e é o que precisamos identificar pelo nome.

Passo 3

Vamos formalizar em termos simples e úteis para prova. Considere um trecho do fio com resistência elétrica \,R, percorrido por uma corrente elétrica \,I,. A diferença de potencial (tensão) entre as extremidades é dada pela Lei de Ohm:
V = I R.
A potência elétrica (taxa de energia por tempo) fornecida ao trecho é:
P = V I.
Substituindo V=IR obtemos as formas equivalentes muito usadas:
P = V I = I^2 R = \frac{V^2}{R}.
Essa potência P é justamente a taxa à qual energia elétrica é convertida em calor no fio — é o aquecimento devido à passagem de corrente.

Passo 4

Um exemplo numérico para fixar: se \,R=10\\ \Omega\ e \,I=2\\ \mathrm{A}, então
P = I^2 R = (2)^2\cdot 10 = 40\\ \mathrm{W}.
Isso significa que o fio está liberando 40\\ \mathrm{joules} por segundo em forma de calor, aquecendo o cobertor.

Passo 5

Agora justificando por eliminação as outras alternativas:
  • b) efeito Doppler: trata de mudança de frequência/limiar de ondas (som/ondas eletromagnéticas) quando há movimento relativo entre fonte e observador — não tem a ver com aquecimento por corrente.
  • c) efeito estufa: refere-se ao aprisionamento de radiação térmica na atmosfera por gases — fenômeno atmosférico, não aquecimento por corrente elétrica em fios.
  • d) efeito termoiônico: refere-se à emissão de elétrons por superfícies aquecidas (emissão termoelétrica de elétrons) — diferente do aquecimento resistivo dos fios; o efeito termoiônico é sobre emissão de elétrons, não sobre dissipação de energia em calor no próprio condutor.

Passo 6

Nome técnico e histórico curto: o aquecimento resistivo por passagem de corrente é chamado de efeito Joule (ou aquecimento Joule), em homenagem a James Prescott Joule. É exatamente o fenômeno descrito no enunciado: fios metálicos dissipando energia em forma de calor devido à corrente elétrica.

Resposta

a) efeito Joule.

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