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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 110 do ENEM PPL 2017

2º dia · Ciências da Natureza · H18 · Física: Potência e rendimento

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

Potência é energia por segundo: 1\ \text{W} = 1\ \text{J/s}. Então, a cada segundo, cada lâmpada consome em joules o valor de sua potência em watts.

Lâmpada incandescente (60 W):

  1. Energia consumida em 1 s: 60\ \text{J}.
  2. Só 20\% vira luz, então 80\% vira calor.
  3. Calor dissipado: 0{,}8 \times 60 = 48\ \text{J}.

Lâmpada econômica de mesma luminosidade:

  1. O enunciado diz que sua potência é um quarto da incandescente: \dfrac{60}{4} = 15\ \text{W}.
  2. Energia consumida em 1 s: 15\ \text{J}.
  3. Aqui 20\% vira calor: 0{,}2 \times 15 = 3\ \text{J}.

(Conferência: a luz emitida é a mesma, 0{,}2 \times 60 = 12\ \text{J} e 0{,}8 \times 15 = 12\ \text{J}.)

Calor que deixa de ser transferido ao ambiente:

48 - 3 = 45\ \text{J}

A troca economiza 45 J de calor por segundo.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana quem calcula só o calor da incandescente e esquece de subtrair o calor que a econômica ainda dissipa.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AÉ apenas o calor dissipado pela lâmpada econômica (3 J), e não a diferença entre as duas.
  • BÉ a energia que vira luz (12 J), igual nas duas lâmpadas, e não o calor poupado.
  • CÉ a potência da lâmpada econômica (15 W), não a redução de calor.
  • EÉ o calor da incandescente (48 J), sem descontar os 3 J da econômica.

Assunto: Potência e rendimento.

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