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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 52 da UFG 2005

Prova objetiva · Física: Potência elétrica e efeito Joule

No Equador, a radiação solar média, por mês, sobre a superfície da Terra, é de aproximadamente 792\ \text{MJ/m}^2. Por quantas horas, aproximadamente, deve permanecer ligado um aquecedor com tensão igual a 220\ \text{V} e corrente elétrica de 20\ \text{A} para produzir uma quantidade de calor equivalente à energia solar mensal incidente em 1{,}00\ \text{m}^2?

  1. A
    3 horas
  2. B
    20 horas
  3. C
    50 horas
  4. D
    250 horas
  5. E
    1000 horas
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Resolução comentada

A energia de um aparelho elétrico é E = P\cdot t, em que a potência é P = U\cdot i. Para igualar a energia solar mensal por metro quadrado, basta calcular quanto tempo o aquecedor leva para fornecer essa energia.

  1. Potência do aquecedor:
P = U\cdot i = 220\cdot 20 = 4400\ \text{W}
  1. Energia solar mensal em 1{,}00\ \text{m}^2, em joules:
E = 792\ \text{MJ} = 792\times 10^{6}\ \text{J}
  1. Tempo necessário:
t = \frac{E}{P} = \frac{792\times 10^{6}}{4400} = 1{,}8\times 10^{5}\ \text{s}
  1. Conversão para horas, lembrando que 1\ \text{h} = 3600\ \text{s}:
t = \frac{1{,}8\times 10^{5}}{3600} = 50\ \text{h}

Assim, o aquecedor precisa ficar ligado por cerca de 50 horas para fornecer a mesma energia que o Sol entrega em um mês sobre 1\ \text{m}^2.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor muito pequeno, sem relação com a conta; o tempo em segundos foi mal convertido para horas.
  • BResulta de erro de conta na divisão da energia pela potência, dando um tempo bem menor que o correto.
  • DErro de ordem de grandeza na divisão ou na conversão de segundos para horas, dando tempo 5 vezes maior.
  • EErro de potências de 10 (por exemplo, usar a energia sem converter MJ corretamente), dando tempo 20 vezes maior.

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

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Ver como caiu na prova Questão 52 no caderno 1ª etapa da UFG 2005

Fonte: UFG 2005 · 1ª etapa. Prova oficial ↗