Compare energia: gasolina tem poder calorífico 46 MJ/kg; baterias têm energia específica 200 Wh/kg (0,72…
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
Compare energia: gasolina tem poder calorífico 46 MJ/kg; baterias têm energia específica 200 Wh/kg (0,72 MJ/kg). Quantos kg de bateria seriam necessários para igualar a energia de 50,0 kg de gasolina? Apresente resultado em kg.
- A) Massa de bateria ˜ 5000 kg
- B) Massa de bateria ˜ 1500 kg
- C) Massa de bateria ˜ 500 kg
- D) Massa de bateria ˜ 100 kg
- E) Massa de bateria ˜ 3,2×10³ kg (˜3194 kg).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcule a energia contida em 50,0 kg de gasolina. Como o poder calorífico é 46 MJ/kg, temos 50,0 x 46 = 2300 MJ.
- Converta a energia específica da bateria para a mesma unidade. São 200 Wh/kg, e 1 Wh equivale a 3600 J, logo 200 Wh/kg = 720000 J/kg = 0,72 MJ/kg, valor coerente com o enunciado.
- Calcule a massa de bateria que armazena 2300 MJ. Basta dividir a energia total pela energia por kg da bateria: 2300 / 0,72 = 3194,4 kg, ou seja, cerca de 3,2 x 10^3 kg.
- Conclusão: a alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (5000 kg) corresponderia a usar 0,46 MJ/kg como energia da bateria. B (1500 kg) não resulta de nenhuma conversão correta dos dados. C (500 kg) superestima em cerca de seis vezes a energia por kg da bateria. D (100 kg) é uma ordem de grandeza abaixo do valor real, pois ignora que a bateria armazena bem menos energia por kg que a gasolina.
💡 Dica: Calcule a energia total da gasolina e divida pela energia específica da bateria.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu 2300 MJ por 0,46 em vez de 0,72, tratando a energia da gasolina como se fosse 0,46 MJ/kg por erro de vírgula na conversão de 46 MJ/kg.
O aluno pode ter usado um fator de conversão errado para a energia da bateria (algo próximo de 1,5 MJ/kg) ou cometido erro na divisão de 2300 por 0,72, sem refazer a conta com os valores do enunciado.
Por que engana: O aluno pode confundir as unidades de medida e calcular a energia total de forma incorreta, levando a um resultado errôneo na massa de bateria necessária.
O aluno provavelmente calculou a energia total da gasolina ou a energia por kg da bateria com erro de ordem de grandeza, chegando a um valor de bateria muito menor do que o necessário, como se a bateria armazenasse quase tanta energia por kg quanto a gasolina.
O aluno acredita que a bateria armazena energia quase na mesma proporção da gasolina e por isso chega a uma massa pequena, ignorando que 0,72 MJ/kg é muito menor que 46 MJ/kg. Pode também ter feito erro na multiplicação inicial de 50 kg por 46 MJ/kg.
Energia gasolina = 50·46 = 2300 MJ. Massa bateria = 2300 MJ / 0,72 MJ·kg?¹ ˜ 3194 kg ˜ 3,2×10³ kg.
Raio-X da questão
poder calorífico e energia específica
avaliacao
poder calorífico · energia específica
Revisar conceitos de energia e suas unidades de medida.
O aluno pode confundir as unidades de medida e calcular a energia total de forma incorreta, levando a um resultado errôneo na massa de bateria necessária.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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