Um aquecedor queima combustível com poder calorífico inferior LHV = 46×10^6 J/kg à taxa de massa m? =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um aquecedor queima combustível com poder calorífico inferior LHV = 46×10^6 J/kg à taxa de massa m? = 2,00×10^-3 kg/s. Calcule a potência térmica P liberada. Use P = m?·LHV (P em W, m? em kg/s, LHV em J/kg).
- A) P = 2,00×10^3·46×10^6 = 92,0 kW
- B) P = m?·LHV = 4,60×10^6 J/kg
- C) P = 2,00×10^-3·46×10^7 = 920 kW
- D) P = m?·LHV = 2,00×10^-3·46·10^4 = 9,20 W
- E) P = m?·LHV = 2,00×10^-3·46×10^6 = 9,20×10^4 W (92,0 kW).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A vazão mássica é m = 2,00×10^-3 kg/s e o poder calorífico inferior é LHV = 46×10^6 J/kg. Pela fórmula P = m·LHV, a potência é o produto dos dois. Passo 2: Calcule o produto dos valores numéricos. 2,00×10^-3 × 46×10^6 = 92×10^3 = 9,20×10^4. Passo 3: Verifique as unidades. kg/s multiplicado por J/kg resulta em J/s, que é W. Assim P = 9,20×10^4 W, ou seja, 92,0 kW. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa E traz exatamente esse cálculo e esse resultado, por isso é a correta, em concordância com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A troca o expoente de m (10^3 em vez de 10^-3), o que daria 92 GW, e ainda rotula o resultado como 92,0 kW, incoerente com a própria conta. B apresenta apenas um número em J/kg, sem multiplicar pela vazão, o que não é uma potência. C usa 10^7 em vez de 10^6 para o LHV, o que multiplica o resultado por 10 e chega a 920 kW. D faz a conversão errada de 10^6 para 10^4 e ainda erra a casa decimal, obtendo 9,20 W quando o correto seria 920 W antes da correção do expoente, e no caso da questão 92 kW.
💡 Dica: Aplique a fórmula da potência térmica diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno escreveu a vazão com expoente positivo (10^3 em vez de 10^-3) e, por isso, obteve uma potência mil vezes maior, mesmo afirmando o resultado 92,0 kW.
O aluno apresentou apenas o valor do poder calorífico ou um número com unidade J/kg, sem multiplicar pela vazão mássica, como se a potência fosse igual ao LHV.
O aluno copiou o LHV com expoente errado (10^7 em vez de 10^6), o que multiplica o resultado por 10 e leva a 920 kW.
Por que engana: Confundir a ordem de grandeza ao multiplicar os valores, resultando em uma potência muito maior ou menor do que a correta.
O aluno converteu mal 46×10^6 para 46×10^4 e ainda errou a ordem de grandeza final, chegando a 9,20 W em vez de 92 kW.
Aplicando P = m?·LHV: P = 2,00×10^-3 kg/s × 46×10^6 J/kg = 92.000 J/s = 9,20×10^4 W.
Raio-X da questão
potência térmica
avaliacao
potência térmica · cálculo de potência
Revisar a fórmula de potência térmica e suas unidades.
Confundir a ordem de grandeza ao multiplicar os valores, resultando em uma potência muito maior ou menor do que a correta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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