Energia Elétrica. 1. (G1 - ifsp 2013) Ao entrar em uma loja de materiais de construção, um eletricista vê o seguinte anúncio:

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1 Energia Elétrica 1. (G1 - ifsp 2013) Ao entrar em uma loja de materiais de construção, um eletricista vê o seguinte anúncio: ECONOMIZE: Lâmpadas fluorescentes de 15 W têm a mesma luminosidade (iluminação) que lâmpadas incandescentes de 60 W de potência. De acordo com o anúncio, com o intuito de economizar energia elétrica, o eletricista troca uma lâmpada incandescente por uma fluorescente e conclui que, em 1 hora, a economia de energia elétrica, em kwh, será de a) 0,015. b) 0,025. c) 0,030. d) 0,040. e) 0, (Ufsm 2013) A favor da sustentabilidade do planeta, os aparelhos que funcionam com eletricidade estão recebendo sucessivos aperfeiçoamentos. O exemplo mais comum são as lâmpadas eletrônicas que, utilizando menor potência, iluminam tão bem quanto as lâmpadas de filamento. Então, analise as afirmativas: I. A corrente elétrica que circula nas lâmpadas incandescentes é menor do que a que circula nas lâmpadas eletrônicas. II. Substituindo uma lâmpada incandescente por uma eletrônica, esta fica com a mesma ddp que aquela. III. A energia dissipada na lâmpada incandescente é menor do que na lâmpada eletrônica. Está(ão) correta(s) a) apenas I e II. b) apenas II. c) apenas I e III. d) apenas III. e) I, II e III. 3. (Uel 2013) As lâmpadas de LED (Light Emissor Diode) estão substituindo progressivamente as lâmpadas fluorescentes e representam um avanço tecnológico nas formas de conversão de energia elétrica em luz. A tabela, a seguir, compara as características dessas lâmpadas. Características Fluorescente LED Potência média (W) 9 8 Tempo médio de duração (horas) Tensão nominal (Volts) Fluxo luminoso (lm) Página 1 de 16

2 Com relação à eficácia luminosa, que representa a relação entre o fluxo luminoso e a potência do dispositivo, Lumen por Watt (lm/w), considere as afirmativas a seguir. I. A troca da lâmpada fluorescente pela de LED ocasionará economia de 80% de energia. II. A eficácia luminosa da lâmpada de LED é de 56,25 lm/w. III. A razão entre as correntes elétricas que passam pela lâmpada fluorescente e pela lâmpada de LED, nessa ordem, é de 2,25. IV. O consumo de energia elétrica de uma lâmpada de LED durante o seu tempo médio de duração é de 200 kwh. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 4. (Ufsm 2013) O dimensionamento de motores elétricos, junto com o desenvolvimento de compressores, é o principal problema da indústria de refrigeração. As geladeiras do tipo frostfree não acumulam gelo no seu interior, o que evita o isolamento térmico realizado pelas grossas camadas de gelo formadas pelas geladeiras comuns. A não formação de gelo diminui o consumo de energia. Assim, numa geladeira tipo frost-free ligada a uma ddp de 220V circula uma corrente de 0,5A. Se essa geladeira ficar ligada 5 minutos a cada hora, seu consumo diário de energia, em kwh, é de a) 0,22. b) 44. c) 220. d) 440. e) (Uerj 2013) Ao ser conectado a uma rede elétrica que fornece uma tensão eficaz de 200 V, a taxa de consumo de energia de um resistor ôhmico é igual a 60 W. Determine o consumo de energia, em kwh, desse resistor, durante quatro horas, ao ser conectado a uma rede que fornece uma tensão eficaz de 100 V. 6. (G1 - cftmg 2013) Uma pessoa verificou que o ferro elétrico de W, por ficar muito tempo em funcionamento, causa gasto excessivo na sua conta de energia elétrica. Como medida de economia, ela estabeleceu que o consumo de energia desse aparelho deveria ser igual ao de um chuveiro de W ligado durante 15 minutos. Nessas condições, o tempo máximo de funcionamento do ferro deve ser, em minutos, igual a a) 22. b) 44. c) 66. d) (G1 - ifsp 2013) A Lei da Conservação da Energia assegura que não é possível criar energia nem a fazer desaparecer. No funcionamento de determinados aparelhos, a energia é conservada por meio da transformação de um tipo de energia em outro. Em se considerando um telefone celular com a bateria carregada e em funcionamento, durante uma conversa entre duas pessoas, assinale a alternativa que corresponde à sequência correta das possíveis transformações de energias envolvidas no celular em uso. a) Térmica cinética sonora. b) Química elétrica sonora. c) Cinética térmica elétrica. d) Luminosa elétrica térmica. e) Química sonora cinética. Página 2 de 16

3 8. (Ufpr 2013) Devido ao seu baixo consumo de energia, vida útil longa e alta eficiência, as lâmpadas de LED (do inglês light emitting diode) conquistaram espaço na última década como alternativa econômica em muitas situações práticas. Vamos supor que a prefeitura de Curitiba deseje fazer a substituição das lâmpadas convencionais das luzes vermelhas de todos os semáforos da cidade por lâmpadas de LED. Os semáforos atuais utilizam lâmpadas incandescentes de 100 W. As lâmpadas de LED a serem instaladas consomem aproximadamente 0,1 A de corrente sob uma tensão de alimentação de 120 V. Supondo que existam luzes vermelhas, que elas permaneçam acesas por um tempo total de 10h ao longo de cada dia e que o preço do quilowatt-hora na cidade de Curitiba seja de R$ 0,50, a economia de recursos associada apenas à troca das lâmpadas convencionais por lâmpadas de LED nas luzes vermelhas em um ano seria de: a) R$ 1,650 b) R$ 1,606 c) R$ 3,212 d) R$ 1,55 e) R$ 3, (Fuvest 2013) Um raio proveniente de uma nuvem transportou para o solo uma carga de sob uma diferença de potencial de 100 milhões de volts. A energia liberada por esse raio 10 C é (Note e adote: a) 30 MWh. b) 3 MWh. c) 300 kwh. d) 30 kwh. e) 3 kwh. 7 1J 3 10 kwh. ) 10. (Pucsp 2012) No reservatório de um vaporizador elétrico são colocados 300 g de água, cuja temperatura inicial é 20 C. No interior desse reservatório encontra-se um resistor de 12 que é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 10 A quando o aparelho está em funcionamento. Considerando que toda energia elétrica é convertida em energia térmica e é integralmente absorvida pela água, o tempo que o aparelho deve permanecer ligado para vaporizar 1/3 da massa de água colocada no reservatório deve ser de Adote:1 cal = 4,2 J Calor específico da água = 1,0 cal/g C Calor latente de vaporização da água = 540 cal/g P = 1 atm a) 3 min 37s b) 4 min 33s c) 4 min 07s d) 36 min 10s e) 45 min 30s Página 3 de 16

4 11. (G1 - utfpr 2012) O chuveiro elétrico esquenta porque, apresenta uma que aquece a água, quando passa uma elétrica. A este fenômeno chamamos de Efeito. Assinale a única alternativa que completa o texto acima, de forma correta. a) aceleração, energia potencial, Cascata. b) energia cinética, força peso, Joule. c) resistência elétrica, aceleração, Cascata. d) queda de temperatura, corrente, Joule. e) resistência elétrica, corrente, Joule. 12. (Fuvest 2012) Energia elétrica gerada em Itaipu é transmitida da subestação de Foz do Iguaçu (Paraná) a Tijuco Preto (São Paulo), em alta tensão de 750 kv, por linhas de 900 km de comprimento. Se a mesma potência fosse transmitida por meio das mesmas linhas, mas em 30 kv, que é a tensão utilizada em redes urbanas, a perda de energia por efeito Joule seria, aproximadamente, a) vezes maior. b) 625 vezes maior. c) 30 vezes maior. d) 25 vezes maior. e) a mesma. 13. (Ufsm 2012) O uso de datashow em sala de aula é muito comum. As lâmpadas de filamento que são usadas nesses equipamentos têm potência elevada de, aproximadamente, 1100 W quando ligadas em 220 V. Se um datashow for usado durante 1 hora e 40 minutos, que é o tempo de duração de uma aula com dois períodos, qual é a energia consumida em J? a) 5,00 X b) 2,42 X c) 1,10 X d) 6,60 X e) 1,45 X (G1 - ifce 2012) Um resistor ôhmico de horas, uma energia elétrica, em joules, de a) 3,6x10 5. b) 3,6x10 6. c) 7,2x10 6. d) 7,2x10 5. e) 2,0x10 2., submetido a uma ddp de 240 V, dissipa, em 15. (Fgvrj 2011) Visando economizar energia elétrica, uma família que, em 30 dias, consumia em média 240 kwh, substituiu doze lâmpadas de sua residência, dez de 60 W e duas de 100 W, por lâmpadas econômicas de 25 W. Na situação em que as lâmpadas ficam acesas 4 horas por dia, a troca resultou em uma economia de energia elétrica, aproximadamente, de a) 62% b) 37% c) 25% d) 15% e) 5% Página 4 de 16

5 16. (G1 - col.naval 2011) Observe a ilustração a seguir. As lâmpadas incandescentes, criadas no século XIX por Thomas Edison, comportam-se como resistores, pois transformam grande parte da energia elétrica consumida em calor e apenas uma pequena parte em luminosidade. Considere que o amperímetro acuse que pelo circuito passa uma corrente de 0,5A, enquanto o voltímetro estabelece uma leitura de 120V entre os terminais da fonte. Admitindo que a lâmpada do circuito tenha uma eficiência luminosa de 10% da sua energia total consumida e que permaneça ligada por 4 horas, é correto afirmar que a quantidade de calor, em kcal, dissipada pela lâmpada para o ambiente é de, aproximadamente, Use: 1 cal = 4J a) 194 b) 216 c) 452 d) 778 e) (Ufpb 2011) Boa parte dos aparelhos eletrônicos modernos conta com a praticidade do modo de espera denominado stand-by. Nesse modo, os aparelhos ficam prontos para serem usados e, embora desligados, continuam consumindo energia, sendo o stand-by responsável por um razoável aumento no consumo de energia elétrica. Para calcular o impacto na conta de energia elétrica, devido à permanência de cinco aparelhos ininterruptamente deixados no modo stand-by por 30 dias consecutivos, considere as seguintes informações: cada aparelho, operando no modo stand-by, consome 5J de energia por segundo; o preço da energia elétrica é de R$ 0,50 por kwh. A partir dessas informações, conclui-se que, no final de 30 dias, o custo com a energia consumida por esses cinco aparelhos, operando exclusivamente no modo stand-by, será de: a) R$ 17,00 b) R$ 15,00 c) R$ 13,00 d) R$ 11,00 e) R$ 9,00 Página 5 de 16

6 18. (Uepg 2011) Um ebulidor de resistência elétrica igual a 75,0 está envolto por 0,20 kg de gelo a 0 ºC. Os terminais do ebulidor são conectados a uma fem que gera uma corrente elétrica de intensidade igual a 2 A através dele, durante 1,4 minutos. Considere que toda energia dissipada pelo ebulidor foi integralmente absorvida pelo gelo. Considere, ainda, 1 cal = 4,2 J; c água = 1 cal/g ºC e L f(água) = 80 cal/g. Sobre esse evento físico, assinale o que for correto. 01) A potência do ebulidor é igual a 300 W. 02) A energia dissipada pelo ebulidor foi J. 04) A diferença de potencial entre os terminais do ebulidor, durante o processo, foi de 150 V. 08) Ao final do processo tem-se 125 g de gelo e 75 g de água. 16) A temperatura final do sistema é 0 ºC. 19. (Uerj 2011) Para dar a partida em um caminhão, é necessário que sua bateria de 12 V estabeleça uma corrente de 100 A durante um minuto. A energia, em joules, fornecida pela bateria, corresponde a: a) 2,0 x 10 1 b) 1,2 x 10 2 c) 3,6 x 10 3 d) 7,2 x (G1 - cps 2010) Pequenos consumos podem parecer bobagem, mas quando somados se tornam grandes gastos. Para ajudarmos o nosso planeta e também economizarmos o nosso salário, devemos desligar os aparelhos e não os deixar no modo de espera, conhecido por stand by. Pensando nisso, considere a situação: um determinado DVD consome 20 W em stand by; admita que esse DVD permaneça, em média, 23 horas por dia em stand by; 1 kwh de energia equivale ao consumo de um aparelho de W de potência durante uma hora de uso (1 kwh = W 1 h); o preço de 1 kwh é R$ 0,40. Conclui-se que o consumo anual, em média, desse aparelho em stand by é, aproximadamente, de Adote: 1 ano = 365 dias a) R$ 7,00. b) R$ 19,00. c) R$ 38,00. d) R$ 67,00. e) R$ 95,00. Página 6 de 16

7 21. (Ufjf 2010) O gráfico mostra a potência elétrica, em kw, consumida na residência de um morador da cidade de Juiz de Fora, ao longo do dia. A residência é alimentada com uma voltagem de 120 V. Essa residência tem um disjuntor que desarma, se a corrente elétrica ultrapassar um certo valor, para evitar danos na instalação elétrica. Por outro lado, esse disjuntor é dimensionado para suportar uma corrente utilizada na operação de todos os aparelhos da residência, que somam uma potência total de 7,20 kw. a) Qual é o valor máximo de corrente que o disjuntor pode suportar? b) Qual é a energia em kwh consumida ao longo de um dia nessa residência? c) Qual é o preço a pagar por um mês de consumo, se o 1kWh custa R$ 0,50? 22. (Enem 2010) A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20. O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de a) R$ 41,80. b) R$ c) R$ d) R$ 43,80. e) R$ 44,00. Página 7 de 16

8 23. (Pucpr 2009) O setor agropecuário, nos últimos anos, vem passando por grandes transformações. Atualmente, as propriedades rurais são dotadas de um bom nível de conforto, o que anteriormente era privilégio somente dos habitantes urbanos. Sem dúvida, a energia elétrica é a principal responsável por essa modernização. Ela permite desde a implantação de motores elétricos, que aumentam a capacidade produtiva da fazenda, até uma iluminação eficiente bem como a utilização de aparelhos de comunicação, como rádio, telefone, TV e vários outros, proporcionando melhor qualidade de vida e reduzindo o êxodo rural. Dessa maneira, a construção de usinas de pequeno porte pode ser uma alternativa para o fornecimento de energia elétrica para pequenas propriedades rurais. Em granjas, por exemplo, é comum a utilização de chocadeiras de ovos. Uma chocadeira de ovos comum necessita de quatro lâmpadas de 40 W V para aquecer o ambiente interno. Essas lâmpadas devem ficar ligadas 24 horas. De acordo com o texto, assinale a alternativa CORRETA. a) Utilizando-se a usina hidroelétrica e supondo que as lâmpadas da chocadeira estão associadas em paralelo, é possível fornecer energia elétrica para 150 chocadeiras por dia. b) Na tabela acima a capacidade de geração está relacionada à potência elétrica gerada em cada tipo de usina. c) Na usina eólica, a energia é do tipo não renovável. d) Supondo que a tensão permaneça constante na associação das lâmpadas da chocadeira, a potência total será a mesma independente de a ligação ser em série ou em paralelo. e) Supondo que a tensão elétrica obtida gerada a partir de painéis fotovoltaicos seja contínua e igual a 220 V, se ligarmos as lâmpadas da chocadeira em série, nesta tensão elas funcionarão normalmente. 24. (Ufg 2009) Uma lâmpada fluorescente compacta (LFC) consome 75% menos energia do que uma lâmpada incandescente. O fusível de proteção de uma residência permite o máximo de seis lâmpadas incandescentes de 100 W ligadas em paralelo. Um cidadão, preocupado com o consumo de energia, resolve trocar seis lâmpadas incandescentes por seis LFCs. Nessas condições, qual o comportamento da corrente total do circuito e qual o número máximo de LFCs que o fusível suporta? a) Reduz a 25% e 24. b) Reduz a 75% e 18. c) Aumenta a 75% e 12. d) Aumenta de 25% e 6. e) Aumenta de 400% e Página 8 de 16

9 25. (Pucsp 2009) USINAS EÓLICAS: ENERGIA ELÉTRICA E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Uma das formas de se obter energia elétrica de maneira renovável é por meio das usinas eólicas. Em geral associam-se à usina eólica poucos argumentos desfavoráveis do ponto de vista da degradação do meio ambiente. Entre eles temos a poluição visual e a morte de pássaros que porventura possam passar pela região. No Rio Grande do Sul, está o Parque Eólico de Osório, o maior projeto de energia eólica da América Latina, composto por 75 aerogeradores - um aerogerador é um gerador elétrico integrado ao eixo de um cata-vento cuja missão é converter a energia mecânica dos ventos em energia elétrica. Cada torre mede 98 metros de altura e tem 810 toneladas. a) Admitindo que as torres sejam cônicas e tenham sido construídas em concreto cuja densidade é de 1800 kg/m 3, calcule o volume ocupado por uma dessas torres. b) De forma a avaliar o consumo de energia elétrica em uma residência, vamos analisar as respostas de uma família, composta por 4 pessoas, a uma pesquisa sobre seu consumo. Esta família relata alguns equipamentos elétricos de sua residência e seus tempos de uso ao longo de um mês. Dentre as informações explicitadas, percebe-se o uso do chuveiro elétrico de potência 2200 W, todos os dias, pelos 4 integrantes da família, com banho de 15 minutos cada um. O computador é o campeão em termos de uso. Há dois computadores de 90 W cada um, que são usados, em média, durante 5 horas cada um deles. O refrigerador que possui 110 W de potência, aciona seu motor durante 10 horas por dia. A residência possui uma tensão elétrica (d.d.p.) de 110 V, com exceção do chuveiro que tem tensão elétrica de 220 V. Qual equipamento relatado nesta pesquisa corresponde ao grande vilão no consumo de energia elétrica? Justifique preenchendo toda a tabela na folha de respostas, explicitando o cálculo do gasto de energia de cada um dos três equipamentos durante um mês de 30 dias em kwh. Em seguida, calcule o valor adequado da corrente elétrica máxima que pode passar pelo disjuntor instalado para proteger essa residência. Considere que, além das potências dos equipamentos já citados, ocorra um aumento de 590 W em função da iluminação e demais equipamentos elétricos. Vale lembrar que watt-hora (Wh) é a unidade normalmente utilizada para o consumo de energia elétrica, em que a potência é dada em W e o tempo em hora (h). c) Suponhamos que a média do consumo das famílias pesquisadas seja de 150 kwh por mês. Um aerogerador de usina eólica com 200 kw de potência útil, em funcionamento durante 24 horas por dia, é capaz de abastecer quantas famílias com consumo similar? Página 9 de 16

10 Gabarito: Resposta da questão 1: [E] Dados: P 1 = 60 W = 0,06 kw; P 2 = 15 W = 0,015 kw; Δt = 1 h. Calculando o consumo de energia de cada lâmpada em 1 hora: E1 0,06 1 0,06 kw h ΔE P Δt ΔE E1 E2 0,06 0,015 E2 0, ,015 kw h ΔE 0,045 kw h. Resposta da questão 2: [B] [I]. Incorreta. De acordo com o próprio enunciado, as lâmpadas eletrônicas utilizam menor potência. Da expressão da potência elétrica (P = U i), se estão ligadas à mesma fonte, a ddp (U) é a mesma para as duas lâmpadas, logo pela de menor potência (eletrônica) circula menor corrente (i). [II]. Correta. A ddp é estabelecida pela rede de distribuição. [III]. Incorreta. Usando boa vontade e bom senso, suponhamos que os tempos de operação sejam iguais. Assim, da expressão da energia (E) consumida por um dispositivo de ( Δt) potência P (E P t), a lâmpada que utiliza maior potência consome maior energia, no caso a incandescente. Δ Resposta da questão 3: [E] I. Incorreta. O consumo de energia está relacionado à potência ( E P t). A relação entre as potências é: Pled 8 0,89 89%. P 9 flu II. Correta. Sendo e a eficácia luminosa, temos: III. Correta. A troca ocasionará uma economia de 11%. 450 eled 56,25 lm / W. 8 9 i 9 P flu 110 iflu P U i i 2,25. U 8 iled iled IV. Correta. Δ Δ Resposta da questão 4: [A] Dados: U = 220 V; i = 0,5 A E P t W h 200 kw h. Se a geladeira fica ligada 5 minutos por hora, seu tempo de funcionamento em um dia é: min 1 hora horas t h/dia. hora 60 min dia Da expressão da energia consumida por um aparelho ligado a uma ddp U percorrido por corrente i: E P t E U i t 220 0, W h E 0,22 kwh. Página 10 de 16

11 Resposta da questão 5: Dados nominais fornecidos no enunciado: U 200V P 60w A partir destes dados, temos: E P Δt k 4 h 3 ω 2 2 U P R P P 15w 2 neste resistor é dada por: A energia consumida em 4 horas é dada por: E P Δt kw 4 h 3 E 0,06kwh Resposta da questão 6: [C] Dados: P f = W; Δt f = 15 min; P c = W Para um mesmo consumo de energia, temos: Pc Δtc Ef E c Pf Δtf Pc Δt c Δt f Pf Δtf 66 min. Resposta da questão 7: [B] Nas baterias, ocorrem reações químicas, gerando energia elétrica, que é transformada em energia sonora. Resposta da questão 8: [B] A potência de cada lâmpada de LED é P V.i 120x01 12W. A economia por lâmpada trocada é ΔP W. Como as lâmpadas são e ficam ligadas 10h por dia, a economia total anual será: 9 6 W x88x360 3,2x10 Wh 3,2x10 kwh. A economia em reais será: 6 6 ΔC 3,2x10 x0,5 R$ 1,6x10. Página 11 de 16

12 Resposta da questão 9: [C] Dados: U = V; Q = 10 C; 1 J = kwh kw h ΔE U Q J ΔE 10 J3 10. J ΔE 300 kw h. Resposta da questão 10: [B] Dados: M = 300 g; R = 12 ; I = 10 A; c = 1 cal/g C; L V = 540 cal/g; 1 cal = 4,2 J. A quantidade de calor necessária para o processo é: M 300 Q Qsensível Q latente Q M c Δθ LV Q cal J. Mas: Q Q Q P Δt Δt Δt 273 s Δt P 2 RI Δt 4 min e 33 s. Resposta da questão 11: [E] O chuveiro elétrico apresenta um RESISTOR que possui uma resistência elétrica. O que aquece a água é o calor liberado no resistor pela passagem de corrente elétrica. A esse fenômeno damos o nome de Efeito Joule. Resposta da questão 12: [B] A potência transmitida é a mesma nos dois casos: i2 U1 750 i2 P1 P 2 U1 i1 U2 i i1 U2 30 i1 Considerando que a resistência elétrica seja a mesma para as duas correntes, as potências elétricas dissipadas por efeito Joule nos dois casos são: Pd R i 1 1 Pd i i P 2 d Pd 625 P 2 d 1 P P d R i d i i1 P d1 E 625 E. 2 1 Resposta da questão 13: [D] Dados: P = W; t = 1 h e 40 min = s. 6 E P t ,6 10 J. Página 12 de 16

13 Resposta da questão 14: Gabarito Oficial: [C] Gabarito SuperPro : [D] 2 2 U 240 ΔE P Δt ΔE Δt R ΔE 7,2 10 J. Resposta da questão 15: [C] A substituição resultou em uma diminuição de potência de: P ( ) W 0,5kW Esta troca resultou em uma diminuição de consumo de: E E P 0,5 E 60kWh t 4x30 O que representa um percentual de: Resposta da questão 16: [A] % 240 Dados: U = 120 V; i = 0,5 A; t = 4 h = s e 1 cal = 4 J. Calculando a energia total consumida pela lâmpada em 4 h: E P E = P t U i t E = 120 (0,5) (14.400) = J. t Se 10% dessa energia são transformados em energia luminosa, 90% são transformados em energia térmica (calor). Calculando essa quantidade de calor (Q) Q = 0,9 E = 0,9 ( ) = J. Como 1 kcal = J, temos: Q Q = 194,4 kcal. Resposta da questão 17: [E] P 25J / s 25W 0,025kW W W P 0,025 18kWh Δt 30x24 1kWh R$0,50 18kWh X X R$9,00. Página 13 de 16

14 Resposta da questão 18: = 31 01) Correta. A potência dissipada é: P d, = R i 2 = 75 (2) 2 P d = 300 W. 02) Correta. E = P d t = 300 (1,4 60) E = J. 04) Correta. A ddp (U)nos terminais é dada pela 1ª lei de Ohm: U = R i = 75 (2) U = 150 V. 08) Correta. Calculando a massa de gelo que funde, transformando em água: E = Q = m L f = m (80 4,2) m = 75 g. Como a massa inicial de gelo é 0,2 kg = 200 g, restam 125 g de gelo. 16) Correta. Como no final há uma mistura de água e gelo, a temperatura de equilíbrio é 0 C. Resposta da questão 19: [D] Dados: U = 12 V; i = 100 A; t = 1 min = 60 s. Da relação entre potência elétrica e energia: E = P t = U i t = (12) (100) (60) = J = 7, J. Resposta da questão 20: [D] Dados: P = 20 W = 0,02 W; t = = h; 1 kwh R$ 0,40. O consumo anual de energia é: C en = P t = 0,02 (8.395) = 167,9 kwh. Custo = 167,9 (0,40) R$ 67,00. Resposta da questão 21: a) Não é possível calcular a máxima corrente que o disjuntor pode suportar, pois não é fornecida a potência de desarme. O que o examinador está querendo pedir (mas não pediu) é a máxima corrente que atravessa o disjuntor, quando todos os aparelhos da residência estão ligados. Dados: P = 7,2 kw = W; U = 120 V. P P U i i i 60 A. U 120 b) Da expressão da potência: E P E P t. t Como a potência não é constante, calculamos a energia consumida pela área destacada no gráfico dado. Só há consumo de energia entre 6h e 8h e entre 18h e 22h. Assim, o consumo diário é: E E 24 kwh. c) O preço a pagar (p) por um mês de consumo, considerando que esse consumo diário se mantenha é: p ,50 p R$360,00. Página 14 de 16

15 Resposta da questão 22: [E] Fazendo as leituras: Atual kwh; Mês passado kwh. O consumo mensal (C) corresponde à diferença entre as leituras C = = 220 kwh. O valor a ser pago (V) é, então: V = 220 0,20 = R$ 44,00. Resposta da questão 23: [B] Resolução ALTERNATIVA A Se uma chocadeira necessita de quatro lâmpadas, 150 chocadeiras usarão 600 lâmpadas. Pela potência da lâmpada e tempo de uso diário W.24h = Wh = 576 kwh ALTERNATIVA B Correta ALTERNATIVA C A energia eólica é renovável. ALTERNATIVA D Com a ligação em paralelo existe a garantia de cada chocadeira receba a tensão de trabalho correta. Se a ligação por em série a tensão total será distribuída entre as chocadeiras e desta forma cada uma receberá apenas uma fração do que é necessário. ALTERNATIVA E Se ligarmos as chocadeiras em série precisaremos de uma tensão total que deverá ser um múltiplo inteiro de 120 V. O valor 220 V não tem esta propriedade. Resposta da questão 24: [A] Se a lâmpada fluorescente gasta 75% a menos que a incandescente, então ela gasta apenas 25% do que gasta a incandescente, ou seja, o consumo reduz-se a 25% ou a ¼. Sob mesma tensão, a corrente é diretamente proporcional a potência (P = U i). Como reduz-se a potência a ¼, a corrente também é reduzida a ¼, podendo ser quadruplicada a quantidade de lâmpadas. Ou seja, o fusível suporta até 24 lâmpadas fluorescentes Página 15 de 16

16 Resposta da questão 25: d = pela definição de densidade, ou seja, a razão entre a massa e volume, temos: 3 m V 450m V V 3 a potência dos aparelhos foi declarada no texto da questão e são reapresentadas na tabela a seguir. Na mesma tabela foram calculados os tempos de uso destes equipamentos em horas, para um mês de 30 dias. A energia transformada ou consumida nos termos das empresas distribuidoras é calculada multiplicando-se a potência pelo tempo de uso. Com efeito se P = E/t E = P.t. Se a potência P estiver em kw e o tempo de uso, t, estiver em horas, o produto fornecerá a energia consumida em kwh. O maior consumidor dos três aparelhos, com 66 kwh no período foi o chuveiro. Aparelhos Potência (W) Uso mensal (h) Energia (kwh) Refrigerador 110 W 10 h. 30 = 300 h Chuveiro 2200 W 4 15 min = 60 min = 1h 1h 30 = 30 h Computador = 180 W 5 30 = 150h ε = ( kw) 300 h = 33 kwh ε = ( kw) 30 h = 66 kwh ε = ( kw) 150 h = 27 kwh Como o chuveiro utiliza ddp de 220 V e os demais 110 V e também porque conhecemos a potência de cada componente podemos calcular a corrente de operação de cada componente. Da teoria sabemos que P = U.i, onde P é a potência, U é a ddp e i é a corrente. A tabela a seguir demonstra isto. A corrente total será a soma das correntes dos aparelhos e do sistema de iluminação. Aparelhos Potência d.d.p. (U) Corrente elétrica Refrigerador 110 W 110 V 110 = 110i i = 1 A Chuveiro 2200 W 220 V 2200 = 220i i = 10 A Computador 180 W 110 V 180 = 110i i = 1,63 A Iluminação 590 W 110 V 590 = 110i i = 5,36 A A energia obtida com um gerado da usina eólica, para um mês, é E = P.t = 220 kw.(24h.30) = 1, kwh. O consumo familiar é de 150 kwh para um mês e desta forma pode-se calcular o número de famílias atendidas 1, /150 = 960 famílias. Página 16 de 16

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