PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 92 (CFS 2) da EEAR 2021

CFS 2 · Física: Consumo de energia elétrica e instalações residenciais

– João, ao sair de uma aula sobre o uso racional de energia elétrica, conseguiu convencer seus pais a trocarem o antigo freezer da casa por um modelo mais novo, com tecnologia energeticamente mais eficiente. Para tanto, fez o cálculo do consumo mensal de energia do antigo aparelho quando submetido a uma tensão de 110\text{ V} e uma corrente de 4{,}5\text{ A}, considerando que o freezer antigo ficava ligado durante 8 horas por dia, aos sábados e domingos, durante quatro finais de semana por mês. Com base nos cálculos realizados por João, qual deverá ser a potência do novo aparelho para que ele possa ficar ligado por 32 horas mensais a mais que o aparelho antigo, sob as mesmas condições, consumindo a mesma energia?

  1. A
    300\text{ W}
  2. B
    330\text{ W}
  3. C
    396\text{ W}
  4. D
    495\text{ W}
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Resolução comentada

Conceito: a energia consumida é E = P \cdot \Delta t, e a potência elétrica é P = U \cdot i.

Aparelho antigo:

  1. Potência: P = 110 \cdot 4{,}5 = 495\ \text{W}.
  2. Tempo ligado por mês: 8 h por dia, aos sábados e domingos (2 dias), em 4 finais de semana: 8 \cdot 2 \cdot 4 = 64\ \text{h}.
  3. Energia mensal: E = 495 \cdot 64 = 31\,680\ \text{Wh} (cerca de 31{,}68\ \text{kWh}).

Aparelho novo:

Ele fica ligado 32 h a mais que o antigo, ou seja, 64 + 32 = 96\ \text{h} por mês. Para consumir a mesma energia:

P_{novo} = \frac{E}{\Delta t} = \frac{31\,680}{96} = 330\ \text{W}

Conferindo: 330 \cdot 96 = 31\,680. Está certo.

O novo aparelho tem potência menor e fica ligado por mais tempo, mantendo o mesmo consumo.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana quem para na potência do freezer antigo (495 W) e não divide a energia pelas 96 horas do aparelho novo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ANão corresponde a nenhum cálculo coerente; o tempo do novo aparelho é 96 h e a potência resulta em 330 W, não 300 W.
  • CResulta de erro de proporção entre os tempos, e não de E/96.
  • DÉ a potência do aparelho antigo (110 \cdot 4{,}5); esquece de ajustar para o maior tempo de uso.

Assuntos: Consumo de energia elétrica e instalações residenciais, Potência elétrica e efeito Joule.

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Fonte: EEAR 2021 · CFS 2. Prova oficial ↗