Potência elétrica - Energia elétrica

Resoluções

 

01- a) A lâmpada de menor potência – 40W

b) O de maior potência – caminhão

c) Lâmpada de 40W, lâmpada de 100W, ferro elétrico, fusca e caminhão

02- Quanto maior o número de equipamentos elétricos, maior o consumo de energia (III)  ---  observe na expressão W=Po.Δt que o consumo de energia W depende também da potência do equipamento Po (I) e do tempo Δt de funcionamento (II)  ---  R- E

03- Observe que em cada uma das recomendações você tentando diminuir o efeito Joule, ou seja, a transformação de energia elétrica em térmica  ---  R- C

04- A energia elétrica é expressa por W=Po.Δt, medida em megawatts.hora MW.h) e não megawatts por hora (MW/h)  ---  R- D

05- a) O disjuntor desliga quando a potência total for superior a Pot=i.U=15.110  ---  Pot=1.650W  ---  o ferro elétrico e a lâmpada.

b) n=1.650W/100W  ---  n=16,5  ---  n=16 lâmpadas

06- Po=i.U=0,2.10  ---  Po=2,0W

07- Po=i.U=2.600  ---  Po=1.200W  ---  Po=W/Δt  ---  1.200=W/3.10-3  ---  W=3,6J  ---  R- C

08- Po1=i1.U1=i1.110   ---   Po2=i2.U2=i2.110   ---   Po1=Po2   ---   110.i1=220.i2   ---i1=2i2   ---   a   corrente   que percorre o primeiro é 2 vezes maior que a corrente que percorre o segundo, mas o consumo de energia é o mesmo, pois a potência é a mesma  --- R- B

09- R- E  ---  veja teoria

10- a) TENSÃO DE ALIMENTAÇÃO; 24V

    POTÊNCIA CONSUMIDA: 150W

b) Po=i.U  ---  150=i.24  ---  i=6,25A

11- W=Po.Δt=30(1,5.8 + 3,3.1/3 + 0,2.10 + 0,36.10 + 0,1.6)=30.(12 + 1,1 + 2,0 + 3,5 + 0,6)=30.(19,4)  ---  W=582Wh  ---  regra de três  ---  1kWh – 0,40  ---  1.362kWh – x  ---  x=232,8  ---  R- E

12- a)   Pot=4.000x60   +   600x200   ---   Pot=240.000   +   120.000   ---   Pot=360.000W   ---   Pot=i.U   ---  360.000=120.i  ---  i=3.000A

b) Wt=Pot.Δt=360.000x120=43.200.000Wh=43.200kWh  ---  R$=43.200x0,40  --- R$=17.280,00

13- W=Po.Δt=12.8800  ---  W=105.600Wh  ---  W=105,6kWh  ---  R$=105,6.0,5=52,80  --- R- D

14- Po=i.U=2.105.2,5.107   ---   Po=5,0.1012W   ---   W=Po.Δt=5.1012.10-3   ---   W=5.109J   ---   regra de três  ---  1kWh   -   3,6.106J   ---   xkWh   –   5,0.109J   ---   x=5.109/3,6.106=1,39.103   ---   W=1.390kWh   ---  C$=0,38.1390  ---  R$=530,00  ---  R- C

1

15-  .a) Cálculo da carga elétrica total Q pela soma das áreas dos 4 retângulos do gráfico acima  ---  Q=(10.100 + 20.100 + 30.100 + 10.100)   ---   Q=7.000A.min=7.000.60   ---   Q=420.000C   ---  W=Q.U-420.000.120  ---  W=50.400.000J  ---   

regra   de   três   ---   1kWh   –   3,6.106J   ---   xkWh   –   50,4.106J   ---   x=W=14kWh   ---   custo=14.0,20  ---  C$2,80

b) Observe no gráfico que nos primeiros 42 minutos a corrente é de 10ª   ---   Po=i.U=10.120   ---  Po=1.200W  ---  W=Po.Δt=1.200.(42.60)  ---  W=3.024.000J  ---  apenas 1/3 dessa energia foi utilizada para   aquecer   a   água   ---   Wcalor=3.024.000/3   ---   Wcalor=1.008.000J   ---   equação   fundamental   da calorimetria  ---  Wcalor=m.c.Δθ  ---  1.008.000=10.4,2.103. Δθ  ---  Δθ=1.008.103/42.103  ---  Δθ=24oC

16- Cálculo da corrente na lâmpada   ---  Pl=i.U   ---  6=i.12   ---   i=0,5A (C/s)   ---   carga na bateria   ---  Q=45/2A.h=22,5.3.600   ---   Q=81.000C   ---   i=Q/Δt   ---   0,5=81.000/Δt   ---  Δt=162.000s=162.000/3.600  ---  Δt=45h  ---  R- C

17- Campo  Grande   ---   anual   ---   P0=700W   ---   área  1m2   ---   Δt=365diasx6h   ---   Δt=2.190h   ---  Po=W/Δt   ---   700W=W/2.190h   ---   W=2.190.700=1.533.000W.h   ---   WCampo   Grande=1.533kWh   ---  energia coletada em Campo Grande, por m2 de área durante um ano, 6h ao dia  ---  equipamento de captação  ---  We=1.533kWh x 0,6(60%) x 4(área de captação 4 vezes maior)  ---  We=3.679,2kWh  ---  economiza 3.679,2 x 0,60  ---  C$=2.207,00  ---  R- A

18- Televisão de 29 polegadas  ---  Po=W/Δt  ---  70=W/6.30  ---  W=12.600Wh=12,6kWh  ---  televisão de 42 polegadas  ---  Po=W/Δt  ---  220=W/180  ---  W=39.600Wh=39,6kWh  ---  diferença  ---  Wd=39,6 – 12,6  ---  Wd=27kWh  --- 

R- B

19- Decodificador   ---   Wd=Pod.Δt=6.30,24   ---   Wd=4.320W.h   ---   lâmpada   ---   Wl=Pol.Δt   ---  Wl=Wd=4.320=60.Δt  --- 

Δt=4.320/60  ---  Δt=72h  ---  R- E

20- no Equador  ---  We=792.106J  ---  aquecedor  ---  Wa=Po.Δt=i.U.Δt=20.220. Δt=4.400.Δt  ---  We=Wa  ---  792.106=4.400.Δt  ---  Δt=792.106/44.102  --- Δt=180.000s/3.300=50h  ---  R- C

21- a) V=λf  ---  3.108=λ830.106  ---  λ=0,36m

b) Q=0,8Ah=0,8C/s.1h=0,8C/s.3600s  ---  Q=2.880C

c)   i=Q/Δt=2.880/110.60   --- i=0,44 A  ---   W=Q.U=2.880.6   ---   W=17.280J   ---  Po=W/Δt=17.280/110.60=17.280/6.600  ---  Po=2,62W

22- Comparando, em termos de porcentagem, 60lm/W com 15lm/W, você verifica que, ao substituir uma lâmpada de 15lm/W por outra de 60lm/W, o rendimento será de 75%  ---  como cada lâmpada tem 100W e são 10 lâmpadas,  a economia de potência será P =10.0,75.100= 750 W, que fornece, em um mês (30 dias), uma economia de energia (W) que,funcionando 6h por dia  ---  W=Po.Δt=750.30.6  ---  W=135.000Wh  ---  W=135kWh  ---  economia=135.0,30  --- 

C$=40,50   --- R- C 23- W=Po.Δt=200.60  ---  W=12.000J  ---  1cal – 4J  ---  Qcal – 12.000J  ---  4Q=12.000  ---  Q=3.000cal  ---  Q=m.c.Δθ  --- 

3.000=100.1. .Δθ  ---  .Δθ=30oC  ---  R- E

2

24- Decodificador   ---   Wd=Pod.Δt=6.30,24   ---   Wd=4.320W.h   ---   lâmpada   ---   Wl=Pol.Δt   ---  Wl=Wd=4.320=60.Δt  --- 

Δt=4.320/60  ---  Δt=72h  ---  R- E

25- a)Energia de Itaipu  ---  WI=87.600GWh=87.600.109Wh  ---  energia captada pela área S em 1 ano  ---  WS=0,2.Po.Δt   ---  WS=0,2.170.W/m2.S.360.24=293.760S   ---  WS=WI   ---   293.760S=87.600.109   ---  S=87.600.109/293.760  ---   S=0,3.109  ---  S=3.108m2  ---  S=3.108.10-6  ---  S=3.102km2

b) Porcentual médio  ---  P=87.600.109Wh/14.000.106.24.360=87.600.109/14.24.360.109   ---  P=0,724  ---  P=72,4%

26- Comparando, em termos de porcentagem, 60lm/W com 15lm/W, você verifica que, ao substituir uma lâmpada de 15lm/W por outra de 60lm/W, o rendimento será de 75%  ---  como cada lâmpada tem 100W e são 10 lâmpadas,  a economia de potência será P =10.0,75.100= 750 W, que fornece, em um mês (30 dias), uma economia de energia (W) que,funcionando 6h por dia  ---  W=Po.Δt=750.30.6  ---  W=135.000Wh  ---  W=135kWh  ---  economia=135.0,30  --- 

C$=40,50   --- R- C 27- Po=i.U=400.12  ---  Po=4.800W  ---  R- C

28- Gráfico que fornece a quantidade de energia na forma de luz visível pode ser calculado como sendo aproximadamente a

 área do trapézio da figura   ---  S1=(B + b).h/2=(3,8 + 0,5).0,4/2   ---  S1=0,86   ---  S2 – área do gráfico que fornece

 quantidade   total   de   energia   gasta   para  o   funcionamento  da   lâmpada  –   área  do   triângulo   ---  S2=b.h/2=1,7.4/2  ---  S2=3,4  ---  eficiência  ---  e=S1/S2=0,86/3,4=0,252 x 100=25,2%  ---  R- C

29- Excluindo as lâmpadas, em cada cômodo da casa existe um aparelho elétrico citado na primeira tabela  ---  soma de suas potências  ---  P1=120 + 3.000 + 500 + 200 + 200 + 50=4.070  ---  P1=4.070W  ---  cada lâmpada  ---  na sala – área=3.3=9m2 – 100W  ---  no banheiro – área=1,5 x 2,1=3,1m2 – 60W  ---   no corredor  – área=0,9 x  1,5=1,3m2 –  60W   ---   no quarto – área=2,8 x  3=8,4m2 –  100W   ---  

3

potência das  lâmpadas – Pl=100 + 60 + 60 + 100=320W   ---   potência total   instalada na casa   ---  Pt=P1 + Pl=4.070 + 320  ---  Pt=4.390W  ---  R- D

30- Energia   elétrica   consumida   em   um   mês   funcionando   10h   por   dia   ---  W=Po.Δt=180.30.10=54.000Wh=54kWh   ---   regra   de   três   ---   54kWh   –   50%   ---   x   –   100%   ---  x=54.100/25=216kWh  ---  R- E

31- As   lâmpadas   fluorescentes   produzem  maior   luminosidade   utilizando   a   mesma   potência   e materiais com melhores características condutoras reduzem a perda de energia   por calor (efeito Joule)  --- R- E

32- U=1,1V  ---  m=63,5μg=63,5.10-6g  ---  Δt=193s

 

Po=i.U=1,0.10-3.1,1=1,1.10-3W=1,1mW  ---  R- A

33- Cálculo da corrente elétrica fornecida pela bateria  ---  P=iU  ---  60=i.12  ---   i=5 A  ---  a carga Q fornecida permanecerá a mesma, fornecendo 5 A de corrente durante  ---   i=Q/Δt  ---  5= 60/Δt  ---  Δt=60/5  ---  Δt=12h  ---  R- C

34- R- A  ---  veja teoria

35-

36- a) P=iU  ---  7.200=i.120  ---  i=60 A

b) Wtotal=4kW.2h + 6kW.2h + 2kW.2h  ---  Wtotal=24kWh

c) W=24.30=720kWh  ---  preço  ---  p=720.0,5  ---  p=R$ 360,00

37- Aplicando a 1ª Lei de Ohm a esse resistor, temos   ---  U = R I   ---  120 = R (8)   ---  R = 15 Ω   ---  P=U2/R=1502/15  P=1.500W

R- B

38- Dados: P = 4.500 W  ---   U = 110 V.

P = i U  ---   i = P/U=4.500/110=40,9 A  ---  portanto o disjuntor escolhido deverá ser o de 45 A, que é o valor mais próximo do acima do calculado  ---  R- C

39- Sendo N a quantidade de dispositivos, P a potência elétrica e Δt, o tempo efetivo de uso diário, e C (R$ 0,50) o custo do kWh, o gasto diário dos dispositivos é  ---  G = N x P x Δt x C  ---  aplicando essa expressão, você obtém a tabela

  ---  gasto mensal (30 dias)  ---  Gmensal = 30.( 12,00 + 2,10 + 3,00) = 30 (17,10)  ---  Gmensal = R$ 513,00  --- 

4

R- B

40- Dados   ---   V = 120 L   ---    m = 120 kg   ---   ΔT = 30°C   ---   c = 1 cal.g-1.°C-1 = 4.200 J.kg-1.°C-1   ---  quantidade   de   calor   gasta   diariamente   ---   Q   =  m  c   ΔT   =   120   x   4.200   x   30   =   15,12.106 J   ---  equivalência entre quilowatt hora e joule  --- 

 1 kWh = (103 W) x (3.600 s) = 3,6 x 1066W.s =  3,6 x 106 J  ---  regra de três  ---  3,6.106J – 1 kWh  ---  15,12.106J – Q   ---  Q=15,12.106/3,6.106   ---  Q=4,2kWh   ---   gasto total com esse dispositivo em 30 dias  ---  Gtotal = 30 x 4,2 x 0,50  ---    Gtotal = R$ 63,00  ---  R- B

41- Po=i.U=2.10-6.5.104=10.10-2  ---  Po=0,1W  ---  R- A

42- Δt=45/60hx30   ---   Δt=22,5h   ---   Po=W/Δt   ---   5.000=W/22,5   ---   W=11.250Wh=11,25kWh   ---  gasto  ---  g=11,25x0,20=22,40

R- C

43- Recebe - Por=50J/s   ---   libera – Pol=20J/s   ---   ganha continuamente Pog=(50 – 20)=30J/s   ---   ao atingira 1.000J ele derrete e para que isso ocorra ele deve receber W=(1.000 – 550)=450J de energia  ---  Po=W/t  ---  30=450/t  ---  t=15s 

R- D

44- Po1=W1 /Δt  ---  5.000=W1/Δt  ---  Δt=W1/5.000 (I)  ---  Po2=W2/Δt  ---  4.000=W2/Δt  ---  Δt=W2/4.000 (II)  ---  igualando I com II  ---  W1/5.000=W2/4.000  ---  W2=0,8W1  ---  o novo chuveiro utiliza 80% da potência do anterior e economiza 20%  ---  economizará  ---  0,2x40=8,00  ---  R- B

45- O relógio indicou um consumo de 2.563 kwh no mês anterior e de 2.783 kwh na última leitura  ---  a diferença entre essas duas medidas determina um consumo de 220 kwh no período de um mês  ---  regra de três  ---  1 kwh - R$ 0,20  ---  220 kwh – C  ---  C=0,20x220  ---  C= R$ 44,00  ---  R- E

46- A tensão alternada produzida pelos geradores na usina hidrelétrica é relativamente baixa. Assim, para  que  se  possa  abastecer  diferentes  centros  utilizando   linhas  de   transmissão,  essa   tensão  é aumentada até centenas ou milhares de kV por meio de transformadores. Ao atingir os centros de consumo, a tensão é reduzida, por exemplo, a algumas dezenas de kV, pelos transformadores das subestações e distribuída para o público.  A tensão de transmissão é elevada e a corrente diminuída porque assim se podem utilizar fios condutores mais finos (mais leves, mais baratos) já que, para que a potência seja a mesma (P=Ui) se você aumentar a tensão (U) você deve diminuir a corrente i.

R- E

47-   Po=U.i=ε.i=12.100=1.300W   ---   Po=W/Δt   ---   1.200=W/60   ---   W=1.200x60=7.200W   ---  W=7,2.104W  ---  R- D

48-

R- A

 

49-(UFPA-PA-012)

5

  Po=W/∆t   ---  W=Po.∆t   ---   lâmpadas   ---  W1=0,1.10=1kWh   ---   televisão   ---  W2=0,1.8=0,8kWh   ---  geladeira  ---  W3=0,3.24=7,2kWh  ---  ventilador  ---  W4=0,125.8=1,0kWh  ---  Wtotal=1,0 + 0,8 + 7,2 + 1,0=10,0kWh  ---  1 painel – 0,5kWh  ---  n painéis – 10,0kWh  ---  N=20 painéis  ---  R- D

50-(ENEM-MEC-011)  

 - Os biocombustiveis  de  primeira  geração  são produzidos  a  partir  da   fermentação alcoólica  dos açúcares vegetais da biomassa que contenha amido ou sacarose, como por exemplo o milho, o trigo, o sorgo, o amendoim, a soja, a beterraba, a batata doce, o girassol e a cana-de-açúcar, não utilizando a celulose ---   porém, para evitar que se atinja o limite da oferta ou venha a ocorrer a competição pelo  uso  da  terra  para  a  produção  de biocombustíveis  e  de  alimentos,  é  necessário   investir  no desenvolvimento de tecnologias de segunda geração para produção de etanol com o aproveitamento eficiente da celulose   ---    estimativa é de que o aproveitamento do bagaço e parte das palhas e pontas   da   cana-de-açúcar   eleve   a   produção  de   álcool   em   30%   a   40%,   para  uma  mesma  área plantada   ---   demais  matérias-primas para as quais  se buscam tecnologias  de processamento da celulose, tais como capim-elefante, braquiárias, panicuns e árvores de crescimento rápido podem representar alternativas competitivas e eficientes para locais onde não se cultiva ou cultivará cana-de-açúcar, podendo gerar novos empregos  ---  R- A.

6