Questão 110 do ENEM PPL 2017

2º dia · Ciências da Natureza

As lâmpadas econômicas transformam 80% da energia elétrica consumida em luz e dissipam os 20% restantes em forma de calor. Já as incandescentes transformam 20% da energia elétrica consumida em luz e dissipam o restante em forma de calor. Assim, quando duas dessas lâmpadas possuem luminosidades equivalentes, a econômica apresenta uma potência igual a um quarto da potência da incandescente.

Quando uma lâmpada incandescente de 60\text{ W} é substituída por uma econômica de mesma luminosidade, deixa-se de transferir para o ambiente, a cada segundo, uma quantidade de calor, em joule, igual a

  1. A
    3.
  2. B
    12.
  3. C
    15.
  4. D
    45.
  5. E
    48.
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Resolução comentada

Luminosidade equivalente significa que as duas lâmpadas produzem a mesma potência luminosa. Vamos calcular a luz e o calor de cada uma.

Incandescente (60 W): transforma 20% em luz e dissipa 80% em calor.

  1. Luz: 0{,}20 \times 60 = 12\ \text{W}
  2. Calor: 0{,}80 \times 60 = 48\ \text{W}

Econômica: a potência é um quarto da incandescente, ou seja, \dfrac{60}{4} = 15\ \text{W}. Conferindo: 80% de 15 W dá 12\ \text{W} de luz, igual à da incandescente, como deveria.

  1. Calor dissipado: 0{,}20 \times 15 = 3\ \text{W}

Potência é energia por tempo: 1\ \text{W} = 1\ \text{J/s}. Então, a cada segundo, a incandescente joga 48\ \text{J} de calor no ambiente e a econômica joga 3\ \text{J}.

Calor que deixa de ser transferido por segundo:

48 - 3 = 45\ \text{J}

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana quem para no calor da incandescente (48 J) e esquece que a econômica também dissipa 3 J.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AÉ o calor emitido pela lâmpada econômica (3 J), não a diferença em relação à incandescente.
  • BÉ a potência luminosa (12 W) das lâmpadas, não o calor que deixa de ser dissipado.
  • CÉ a potência total da econômica (15 W), ignorando a divisão entre luz e calor.
  • EÉ o calor da incandescente (48 J), sem descontar os 3 J que a econômica ainda dissipa.

Assuntos: potência elétrica, energia e calor, rendimento.

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