Um aquecedor elétrico tem potência 800 W e eficiência 90%. Quanto tempo (em minutos) leva para aquecer m =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um aquecedor elétrico tem potência 800 W e eficiência 90%. Quanto tempo (em minutos) leva para aquecer m = 2,00 kg de água de 20 °C a 60 °C? Use c = 4180 J/kg·K e Q = m·c·?T.
- A) ˜ 7,7 minutos
- B) ˜ 1,2 minutos
- C) ˜ 9,3 minutos
- D) ˜ 12,5 minutos
- E) ˜ 4,8 minutos
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a variação de temperatura: ?T = 60 - 20 = 40 K (ou 40 °C, pois a variação é a mesma nas duas escalas). Passo 2: Calcule o calor necessário para aquecer a água: Q = m·c·?T = 2,00 × 4180 × 40 = 334400 J. Passo 3: Como o aquecedor tem eficiência de 90%, apenas 90% da energia elétrica consumida vira calor útil. A energia elétrica necessária é E = Q / 0,90 = 371556 J. Passo 4: A energia elétrica fornecida por um aquecedor de potência P = 800 W em um tempo t é E = P·t. Então t = E / P = 371556 / 800 = 464,4 s. Passo 5: Converta para minutos: t = 464,4 / 60 ≈ 7,7 minutos. Passo 6: Equivalentemente, a potência útil é 800 × 0,90 = 720 W, e t = 334400 / 720 ≈ 464,4 s, o mesmo resultado. Passo 7: Conclusão: a alternativa correta é A (aproximadamente 7,7 minutos), coincidindo com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B (1,2 min) é tempo muito curto para a energia necessária, não compatível com 800 W; C (9,3 min) corresponde a uma potência útil menor que 720 W, indicando erro no fator de eficiência; D (12,5 min) superestima bastante o tempo, sugerindo erro na aplicação da eficiência ou no cálculo; E (4,8 min) é tempo menor do que o possível com essa potência, indicando erro numérico na energia ou na conversão de unidades.
💡 Dica: Calcule a quantidade de calor necessária e depois o tempo usando a potência.
Alternativa por alternativa
Correto: t = Q/(?·P) = 334400 J / 720 W ˜ 464 s ˜ 7,7 min.
O aluno provavelmente calculou o tempo com uma conta incorreta de energia ou de conversão de unidades, obtendo um valor muito pequeno para 800 W. Pode também ter esquecido de converter segundos em minutos corretamente.
O aluno provavelmente aplicou a eficiência de forma incorreta, usando uma potência útil em torno de 600 W em vez de 720 W, o que alonga o tempo calculado.
Por que engana: O aluno pode confundir a eficiência do aquecedor com a potência, calculando o tempo sem considerar a perda de energia.
O aluno provavelmente tratou a eficiência de maneira equivocada, dividindo ou multiplicando pelo fator errado, e assim superestimou o tempo de aquecimento.
O aluno provavelmente cometeu um erro numérico no cálculo do calor ou da potência útil, obtendo uma energia menor que a necessária. Também pode ter errado a conversão de segundos para minutos.
Raio-X da questão
aquecimento de água
avaliacao
cálculo de calor específico · potência e eficiência
Revisar a fórmula de calor e a relação entre potência e tempo.
O aluno pode confundir a eficiência do aquecedor com a potência, calculando o tempo sem considerar a perda de energia.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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