Um motor transforma 0,020 kg de gasolina com poder calorífico inferior L = 44×10^6 J/kg em trabalho mecânico…
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 motor transforma 0,020 kg de gasolina com poder calorífico inferior L = 44×10^6 J/kg em trabalho mecânico. Se a eficiência do motor é 25%, calcule o trabalho útil produzido em joules.
- A) W = 0,25 × 0,020 × 40×10^6 J = 2,00×10^5 J
- B) W = 0,020 kg × 44×10^6 J/kg = 880.000 J
- C) W = ?·m·L = 0,10·0,020·44×10^6 J = 0,88×10^5 J
- D) W = ?·m·L = 0,25·0,030·44×10^6 J = 3,30×10^5 J
- E) W = ?·m·L = 0,25·0,020·44×10^6 J = 2,20×10^5 J.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado: massa de gasolina m = 0,020 kg, poder calorífico inferior L = 44×10^6 J/kg e eficiência η = 25% = 0,25. O símbolo '?' nas alternativas C, D e E representa a eficiência, que é 0,25 no enunciado.
- Calcule a energia total liberada pela queima da gasolina: Q = m × L = 0,020 × 44×10^6 = 880.000 J = 8,8×10^5 J.
- A eficiência relaciona o trabalho útil à energia fornecida: η = W / Q, logo W = η × Q = 0,25 × 880.000 = 220.000 J = 2,20×10^5 J.
- Essa é exatamente a expressão da alternativa E: 0,25 × 0,020 × 44×10^6 = 2,20×10^5 J. Portanto a alternativa E está correta, em concordância com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A usa 40×10^6 J/kg em vez de 44×10^6 J/kg, valor que não aparece no enunciado; B calcula a energia total liberada sem aplicar a eficiência, obtendo trabalho que não é o útil; C usa eficiência de 0,10 em vez de 0,25; D usa massa de 0,030 kg em vez de 0,020 kg.
💡 Dica: Calcule a energia total e aplique a eficiência do motor.
Alternativa por alternativa
Trocou o poder calorífico 44×10^6 J/kg por 40×10^6 J/kg, copiando errado um dado do enunciado, e depois aplicou corretamente a eficiência de 25%.
Por que engana: O aluno pode confundir a eficiência do motor com a quantidade total de energia, calculando o trabalho sem considerar a eficiência corretamente.
Calculou apenas a energia total liberada pela queima (m × L) e esqueceu de aplicar a eficiência, confundindo energia fornecida com trabalho útil.
Usou 0,10 como eficiência, trocando o valor de 25% (0,25) do enunciado por outro número ao montar a expressão.
Usou a massa de 0,030 kg em vez de 0,020 kg, lendo mal o dado de massa do enunciado.
A energia liberada pela queima é Q = m·L (J). O trabalho útil é a fração eficaz: W = ?·Q = ?·m·L. Substituindo m=0,020 kg, L=44×10^6 J/kg e ?=0,25 obtém-se 2,20×10^5 J.
Raio-X da questão
trabalho mecânico
avaliacao
cálculo de trabalho mecânico · eficiência de máquinas
Revisar o conceito de eficiência e cálculo de trabalho mecânico.
O aluno pode confundir a eficiência do motor com a quantidade total de energia, calculando o trabalho sem considerar a eficiência corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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