POR COMPETÊNCIAS E HABILIDADES CADERNO 5 PROF.: Célio Normando CA 2 Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H5 - Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. OBJETO DO CONHECIMENTO: Potência Elétrica 1. (ENEM 2009 - prova anulada) Os motores elétricos são dispositivos com diversas aplicações, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas. É inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados. Nesse caso, um dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados nos elevadores é muito importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e segurança.considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou 600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parâmetros deverão ser dimensionados. O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão. O elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de 4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação máxima, considere que a tensão seja continua, que a aceleração da gravidade vale 10 m/s 2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador lotado, a potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa no motor serão respectivamente de a) 24 kw e 109A. b) 32 kw e 145 A. c) 56 kw e 255 A. d) 180 kw e 818 A. e) 240 kw e 1090 A. CA2 Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. H6 - Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. OBJETO DO CONHECIMENTO: Potência Elétrica 2. (ENEM 2010) Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica. Disponível em: http://www.cardal.com.br/manualprod/manuais/torneira%20suprema/- Manual_Torneira_Suprema_roo.pdf Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira? a) 1.830 W
b) 2.800 W c) 3.200 W d) 4.030 W e) 5.500 W OBJETO DO CONHECIMENTO: Energia Elétrica 3. (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$ 42.00. c) R$ 43.00. d) R$ 43,80. e) R$ 44,00. OBJETO DO CONHECIMENTO: Energia Elétrica 4. (UFAM 2011) Empolgado com a chegada da TV digital em Manaus em setembro de 2010, certo consumidor resolveu comprar uma TV de LCD de 32 polegadas. Primeiro, consultou algumas lojas para escolha da marca/modelo e, antes de decidir entre dois modelos, lembrou-se da notícia que havia lido sobre o fato da Eletrobrás ter ampliado a gama de produtos certificados com o Selo PROCEL ( Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica), incluindo a TV de LCD, que teve certificados 129 modelos de sete fabricantes. Através da internet, conseguiu baixar a tabela em setembro deste ano, verificando o consumo de energia de dois aparelhos um de 95W e de outro de 200W. Supondo que o aparelho de TV seja utilizado 8 horas por dia, quanto economizará mensalmente se optar por comprar a TV de LCD com o menor consumo de energia? Considere que o custo do kwh consumido seja de R$ 0,50. a) R$ 105,00 b) R$ 38,00 c) R$ 25,20 d) R$ 22,80 e) R$ 12,60 OBJETO DO CONHECIMENTO: Efeito Joule 5. (ENEM-2009) O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos:
Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma produzindo uma quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora do auditório o faz por meio dos aparelhos de ar-condicionado. Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como determinar a espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos, são a) vazão de ar e potência. b) vazão de ar e corrente elétrica ciclo frio. c) eficiência energética e potência. d) capacidade de refrigeração e frequência. e) capacidade de refrigeração e corrente elétrica ciclo frio CA 3 Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicos. H8 Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. OBJETO DO CONHECIMENTO: Energia, transformações de energia. 6. (FGV 2011-Adaptada) Em festas de aniversário, um dispositivo bastante simples arremessa confetes. A engenhoca é constituída essencialmente por um tubo de papelão e uma mola helicoidal comprimida. No interior do tubo estão acondicionados os confetes. Uma pequena torção na base plástica do tubo destrava a mola que, em seu processo de relaxamento, empurra, por 20 cm, os confetes para fora do dispositivo. Ao serem lançados com o tubo na posição vertical, os confetes atingem no máximo 4 metros de altura, 20% do que conseguiriam se não houvesse a resistência do ar. Durante o arremesso dos confetes observa-se na sequência as principais transformações de energia: A) potencial elástica cinética potencial gravitacional B) cinética potencial gravitacional potencial elástica C) potencial gravitacional cinética potencial elástica D) potencial gravitacional potencial elástica - cinética
E) potencial elástica potencial gravitacional - cinética 7. As usinas nucleares funcionam a partir da grande quantidade de calor liberada pelas reações nucleares. O calor é absorvido por um circuito de água primário, do tipo ciclo fechado. Esse circuito fica em contato com outro, o circuito secundário, que, por sua vez, produz vapor de água a alta pressão, para fazer girar uma turbina capaz de acionar um gerador elétrico, conforme mostra, esquematicamente, a figura a seguir. Com base nas informações anteriores, a sequência correta das principais formas de energia envolvidas nesse processo é: a) energia nuclear, energia mecânica, energia potencial e energia elétrica. b) energia nuclear, energia mecânica, energia térmica e energia elétrica. c) energia térmica, energia potencial, energia mecânica e energia elétrica. d) energia nuclear, energia térmica, energia mecânica e energia elétrica. e) energia térmica, energia nuclear, energia mecânica e energia elétrica. 8. (ENEM-98) Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina: A) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina. B) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água. C) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento. D) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água. E) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água.
SOLUÇÃO: O esquema mostrado é de uma usina hidrelétrica, convertendo energia cinética da água em energia elétrica. RESPOSTA (B) 9. (ENEM-98) No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas: Analisando o esquema, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre: A) I - a água no nível h e a turbina, II - o gerador e a torre de distribuição. B) I - a água no nível h e a turbina, II - a turbina e o gerador. C) I - a turbina e o gerador, II - a turbina e o gerador. D) I - a turbina e o gerador, II - a água no nível h e a turbina. E) I - o gerador e a torre de distribuição, II - a água no nível h e a turbina. 10. Cientistas suecos criam pipa que gera energia elétrica debaixo d água Nas águas do Mar do Norte, cientistas da Suécia encontraram uma forma limpa e surpreendente de gerar energia. Parece brinquedo de criança, mas o papagaio feito por engenheiros suecos é coisa séria e para lá de diferente: em vez de voar no céu, ele navega no fundo do mar, preso por uma âncora a 80 metros da superfície, para evitar a colisão com navios. Vai de um lado para o outro, embalado pelas correntes marítimas, que chegam a uma velocidade média de nove quilômetros por hora. O papagaio carrega uma turbina hidrodinâmica que produz energia elétrica. O protótipo foi usado nos primeiros testes feitos em Gotemburgo, na beira do Mar do Norte. A asa tem 1,2 metro de envergadura e a turbina é mais ou menos do tamanho de uma garrafa de um litro. Os papagaios subaquáticos que já funcionam no fundo do mar são 10 vezes maiores: têm asas de 12 metros e turbinas do tamanho de um tonel. Cada papagaio produz 500 quilowatts de energia, o suficiente para abastecer 300 casas de porte médio. O empresário Anders Jansson, diretor do projeto, afirma que o uso de apenas 1% do potencial energético marítimo seria suficiente para atender cinco vezes à atual demanda do planeta. Em quase todas as costas marítimas da Terra existem correntes fortes o suficiente para mover esse tipo de turbina. No Brasil, as melhores condições se apresentam na Região Nordeste diz ele. As turbinas instaladas na Suécia custam o equivalente a R$ 1,5 milhão. Daqui a dois anos, já estarão disponíveis para produzir energia em todo o mundo. Em silêncio, debaixo d'água e sem poluir o meio ambiente. Publicada em 16 de junho de 2011 No Jornal Nacional da Rede Globo
Nestes papagaios subaquáticos está havendo transformação de energia: A) térmica em mecânica B) cinética em elétrica C) química em térmica D) elétrica em mecânica E) potencial em cinética GABARITO 1. C 2. A 3. E 4. E 5. E 6. A 7. D 8. B 9. D 10. B