Um estudante propõe um sistema de aquecimento solar para abastecer uma casa. Sabendo que a energia necessária…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um estudante propõe um sistema de aquecimento solar para abastecer uma casa. Sabendo que a energia necessária para aquecer 1000 L de água de 20 °C a 60 °C é de 168 MJ, ele deve considerar a eficiência do sistema. Se a eficiência for 80%, qual a energia total que deve ser fornecida pelo sol?
- A) 210 MJ
- B) 180 MJ
- C) 200 MJ
- D) 190 MJ
- E) 220 MJ
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identificar o que o problema pede. A energia de 168 MJ é a energia útil, necessária para aquecer 1000 L de água de 20 °C a 60 °C. Como o sistema tem eficiência de 80%, a energia que o sol deve fornecer é maior que a útil.
- Entender a relação entre eficiência e energia fornecida. A eficiência é a fração da energia fornecida que se transforma em energia útil: energia útil = eficiência × energia fornecida. Logo, energia fornecida = energia útil / eficiência.
- Calcular. Energia fornecida = 168 / 0,8 = 210 MJ. Verificação: 80% de 210 MJ é 0,8 × 210 = 168 MJ, que é exatamente a energia útil necessária.
- Conferir o gabarito. O gabarito oficial é A (210 MJ), que coincide com o resultado obtido.
- Analisar as demais alternativas. B (180 MJ) é menor que 210 MJ, então não atenderia às perdas de 20% do sistema. C (200 MJ) também fica abaixo do necessário, pois 80% de 200 MJ é 160 MJ, insuficiente. D (190 MJ) apresenta o mesmo problema, pois 80% dele é 152 MJ. E (220 MJ) excede o necessário, pois 80% dele é 176 MJ, acima de 168 MJ, o que indicaria uma eficiência maior que a informada.
💡 Dica: Calcule a energia total considerando a eficiência do sistema.
Alternativa por alternativa
Cálculo: 168 MJ / 0,8 = 210 MJ.
O aluno provavelmente acrescentou uma pequena parcela aos 168 MJ sem base na eficiência dada, ou errou a conta ao corrigir a perda. Não percebeu que uma eficiência de 80% exige aumentar a energia fornecida em cerca de 25%.
O aluno provavelmente arredondou 168 MJ para 160 MJ antes de dividir por 0,8, o que gera 160 / 0,8 = 200. Trata-se de um descuido com o valor do enunciado.
Por que engana: O aluno pode confundir a energia necessária com a energia total, não considerando a eficiência do sistema corretamente.
O aluno provavelmente aplicou uma correção aproximada ou errou o cálculo da divisão por 0,8, obtendo um valor intermediário entre 180 e 200. Não usou a relação exata entre energia útil e eficiência.
O aluno provavelmente tratou a eficiência como um acréscimo de cerca de 30% sobre 168 MJ, ou inverteu a proporção ao aproximar o cálculo. Confundiu o sentido da eficiência, que indica a fração útil da energia fornecida.
Raio-X da questão
energia solar
avaliacao
cálculo de eficiência · energia térmica
Revisar cálculos de eficiência em sistemas de aquecimento.
O aluno pode confundir a energia necessária com a energia total, não considerando a eficiência do sistema corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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