Um estudante realiza um experimento com um modelo de estrela em miniatura. Ele usa uma lâmpada que simula a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um estudante realiza um experimento com um modelo de estrela em miniatura. Ele usa uma lâmpada que simula a fusão nuclear. Após uma hora, a lâmpada aquece a um total de 500°C. Calcule a energia total gerada em Joules, sabendo que a lâmpada consome 60 W. Qual a relação disso com a energia das estrelas?
- A) 216000 J
- B) 180000 J
- C) 300000 J
- D) 720000 J
- E) 60000 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A potência da lâmpada é P = 60 W e o tempo de funcionamento é de 1 hora. A energia consumida em um intervalo de tempo é E = P × Δt, com E em joules, P em watts e Δt em segundos.
- Converta o tempo para segundos. 1 hora = 60 minutos = 60 × 60 = 3600 s.
- Calcule a energia. E = 60 × 3600 = 216000 J. Portanto a alternativa A está correta, de acordo com o gabarito oficial.
- Analise o dado que não entra no cálculo. A temperatura de 500°C é uma informação de contexto e não participa da fórmula E = P × Δt, pois a energia elétrica consumida pela lâmpada não depende do valor final da temperatura.
- Por que as outras estão erradas. B) 180000 J resultaria de usar 3000 s para uma hora, erro de conversão de tempo. C) 300000 J resulta de combinar a temperatura de 500 com outro número, o que não tem sentido físico. D) 720000 J vem de um erro na conversão de horas para segundos. E) 60000 J equivale a 60 W multiplicados por 1000 s, um tempo que não corresponde a uma hora.
- Relação com as estrelas. A lâmpada representa, de forma simplificada, a energia liberada pela fusão nuclear no núcleo estelar, que é a fonte da energia irradiada pelas estrelas, como o Sol, que transforma hidrogênio em hélio. O experimento é apenas uma analogia: a lâmpada converte energia elétrica em luz e calor, enquanto nas estrelas a energia vem de reações nucleares e se mantém por bilhões de anos.
💡 Dica: Calcule a energia usando a fórmula E = P * t.
Alternativa por alternativa
A energia é calculada por E = P·t, onde E = 60 W × 3600 s.
O aluno considera que uma hora equivale a 3000 segundos, ou seja, faz a conversão de tempo de forma incorreta antes de multiplicar pela potência.
Por que engana: Confundir a relação entre potência e tempo, calculando a energia de forma incorreta ao não considerar a fórmula correta.
O aluno mistura a temperatura com a energia, multiplicando 500°C por outro valor, como se a temperatura fosse parte do cálculo de energia elétrica consumida.
O aluno faz a conversão de uma hora para segundos de forma errada, usando cerca de 12000 s, o que aumenta indevidamente o valor final da energia.
O aluno não compreende que energia é potência multiplicada pelo tempo e usa um tempo de 1000 segundos, que não corresponde à duração do experimento.
Raio-X da questão
energia e potência
avaliacao
potência elétrica · unidades de medida
Revisar a relação entre potência, energia e tempo.
Confundir a relação entre potência e tempo, calculando a energia de forma incorreta ao não considerar a fórmula correta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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