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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 19 do ENEM 2009

1º dia · Ciências da Natureza · Física: Potência elétrica e efeito Joule

A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação dos dispositivos, instrumentos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem, passando pelo dimensionamento da potência requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras.

Para cada aparelho elétrico existe um valor de potência associado. Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos são apresentados no quadro seguinte:

Aparelhos Potência (W)
Aparelho de som 120
Chuveiro elétrico 3.000
Ferro elétrico 500
Televisor 200
Geladeira 200
Rádio 50

*Eletrodutos são condutos por onde passa a fiação de uma instalação elétrica, com a finalidade de protegê-la.

A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em \text{m}^2) e as potências das lâmpadas (em \text{W}), e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento de uma residência.

Área do Cômodo (m2) Potência da Lâmpada (W)
Sala/copa /cozinha Quarto, varanda e corredor Banheiro
Até 6,0 60 60 60
6,0 a 7,5 100 100 60
7,5 a 10,5 100 100 100

Planta baixa de uma residência contendo quatro cômodos principais com suas dimensões e localização de lâmpadas e aparelhos: cozinha à esquerda (3 m de largura por 3 m de comprimento) com geladeira, ferro elétrico e rádio; banheiro central (1,5 m por 2,1 m) com chuveiro elétrico; sala à direita (2,8 m de largura por 3 m de comprimento) com televisor e aparelho de som; e corredor na parte inferior central (1,5 m de largura por 0,9 m de comprimento). Cada ambiente possui um ponto central de lâmpada.

Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são desconsideradas.

Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, será de

  1. A
    4.070.
  2. B
    4.270.
  3. C
    4.320.
  4. D
    4.390.
  5. E
    4.470.
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Resolução comentada

A potência total é a soma das potências dos aparelhos com as das lâmpadas. Cada lâmpada é escolhida pela área do cômodo, segundo o quadro.

Áreas dos cômodos (descartando as paredes):

  • Cozinha: 3 \times 3 = 9\ \text{m}^2, entre 7,5 e 10,5, então a lâmpada é de 100 W.
  • Banheiro: 1{,}5 \times 2{,}1 = 3{,}15\ \text{m}^2, até 6,0, então 60 W.
  • Sala: 2{,}8 \times 3 = 8{,}4\ \text{m}^2, entre 7,5 e 10,5, então 100 W.
  • Corredor: 1{,}5 \times 0{,}9 = 1{,}35\ \text{m}^2, até 6,0, então 60 W.

Lâmpadas: 100 + 60 + 100 + 60 = 320\ \text{W}.

Aparelhos, todos ligados, conforme a planta:

  • Cozinha: geladeira, ferro e rádio, com 200 + 500 + 50 = 750\ \text{W}.
  • Banheiro: chuveiro, com 3000\ \text{W}.
  • Sala: televisor e aparelho de som, com 200 + 120 = 320\ \text{W}.

Total dos aparelhos: 750 + 3000 + 320 = 4070\ \text{W}.

Potência total:

4070 + 320 = 4390\ \text{W}

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa A engana quem soma apenas os aparelhos e esquece as lâmpadas, que também consomem energia.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ASoma só os aparelhos (4.070 W) e esquece as lâmpadas.
  • BErra a soma das lâmpadas, obtendo 200 W em vez de 320 W.
  • CUsa lâmpadas de 250 W no total, por engano na escolha das potências pelas áreas.
  • ESoma 400 W de lâmpadas, usando 100 W no banheiro ou no corredor em vez de 60 W.

Assunto: Potência elétrica e efeito Joule.

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