Em um laboratório de uma escola pública, uma geladeira foi analisada durante um ciclo de funcionamento de 2…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório de uma escola pública, uma geladeira foi analisada durante um ciclo de funcionamento de 2 horas. O aparelho apresenta potência elétrica de 400 W. Nesse modelo simplificado, 50% da energia elétrica consumida é efetivamente utilizada para retirar calor do interior da geladeira; o restante é dissipado em outros processos. Considere que 1 W = 1 J/s. Com base nos dados do experimento, qual é a quantidade de calor retirada do interior da geladeira durante esse ciclo?
- A) 720.000 J
- B) 2.880.000 J
- C) 144.000 J
- D) 5.760.000 J
- E) 1.440.000 J
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Converta o tempo para segundos. 2 horas = 2 x 3600 s = 7200 s.
- Calcule a energia elétrica consumida. Como 1 W = 1 J/s, E = P x t = 400 x 7200 = 2.880.000 J.
- Aplique o rendimento de 50%, pois só metade da energia consumida é usada para retirar calor do interior. Calor retirado = 0,5 x 2.880.000 = 1.440.000 J.
- Conclusão: a alternativa correta é a E, 1.440.000 J, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (720.000 J) resulta de aplicar a metade duas vezes ou de usar apenas 1 hora; B (2.880.000 J) é a energia total consumida, e não o calor retirado; C (144.000 J) vem de uma conversão de tempo incorreta; D (5.760.000 J) resulta de dividir por 0,5 em vez de multiplicar.
💡 Dica: Calcule a energia em joules usando a potência e o tempo.
Alternativa por alternativa
O aluno pode ter convertido mal o tempo, usando 1 hora (3600 s) em vez de 2 horas, ou ter aplicado o fator de 50% duas vezes sobre a energia total.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre potência e energia, calculando a energia total de forma incorreta ao não considerar o tempo corretamente.
O aluno calculou corretamente a energia elétrica consumida (400 x 7200 = 2.880.000 J), mas esqueceu que apenas 50% dela é usada para retirar calor do interior da geladeira.
O aluno errou a conversão de horas para segundos ou a multiplicação, obtendo um tempo muito menor que 7200 s, e depois aplicou corretamente os 50%.
O aluno usou a operação inversa para o rendimento: dividiu a energia total por 0,5 (ou multiplicou por 2) em vez de multiplicar por 0,5, o que aumenta o valor em vez de reduzi-lo.
A energia elétrica consumida é calculada por E = P · Δt. Como 2 horas correspondem a 7.200 segundos, E = 400 · 7.200 = 2.880.000 J. Como apenas 50% dessa energia é efetivamente utilizada para retirar calor, Q = 0,50 · 2.880.000 = 1.440.000 J.
Raio-X da questão
quantidade de calor
avaliacao
unidade de potência · calor específico
Revisar a relação entre potência, tempo e calor em sistemas térmicos.
O aluno pode confundir a relação entre potência e energia, calculando a energia total de forma incorreta ao não considerar o tempo corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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