Em uma usina termelétrica, a queima de combustível aquece água e produz vapor. O vapor movimenta uma turbina…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma usina termelétrica, a queima de combustível aquece água e produz vapor. O vapor movimenta uma turbina, que está acoplada a um gerador. Nesse sistema, a máquina térmica recebe 1 000 kJ de energia na forma de calor, transforma parte dela em 400 kJ de energia mecânica e libera o restante para o ambiente. O gerador recebe a energia mecânica da turbina e fornece energia elétrica ao circuito externo. Com base no funcionamento descrito, compare as transformações de energia realizadas pela máquina térmica e pelo gerador elétrico.
- A) A máquina e o gerador transformam diretamente calor em eletricidade no sistema.
- B) A máquina transforma movimento em calor, enquanto o gerador transforma calor em eletricidade.
- C) A máquina transforma eletricidade em calor, enquanto o gerador transforma eletricidade em movimento.
- D) A máquina converte calor em movimento, e o gerador converte movimento em eletricidade.
- E) Ambos transformam energia elétrica em movimento para funcionar no sistema.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o que cada componente recebe e entrega. A máquina térmica (a turbina com o vapor) recebe 1 000 kJ de energia na forma de calor, transforma parte dela em 400 kJ de energia mecânica e libera o restante para o ambiente. Ou seja, a entrada é calor e a saída útil é movimento (energia mecânica).
- Analise o gerador. Ele recebe a energia mecânica vinda da turbina e fornece energia elétrica ao circuito externo. Portanto, a entrada é movimento (energia mecânica) e a saída é eletricidade.
- Combine as duas transformações: a máquina converte calor em movimento, e o gerador converte movimento em eletricidade. Esta é exatamente a alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Verifique as demais alternativas. A está errada porque nenhum dos dois transforma calor diretamente em eletricidade; essa conversão ocorre em duas etapas. B está errada porque inverte as transformações: a máquina não converte movimento em calor, e o gerador não converte calor em eletricidade. C está errada porque inverte completamente o sentido das transformações, tratando eletricidade como entrada. E está errada porque o gerador produz energia elétrica, não a consome para gerar movimento, e a máquina térmica não usa eletricidade.
💡 Dica: Identifique as diferenças e semelhanças nos processos de transformação de energia.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que, por a usina ser termelétrica e produzir eletricidade, todo o processo converte calor em eletricidade de uma só vez, ignorando a etapa intermediária de energia mecânica descrita no texto.
Por que engana: Confundir a fonte de energia usada por cada dispositivo, pensando que ambos usam calor para gerar energia eletrica.
O aluno inverte as transformações, imaginando que a turbina gasta movimento para produzir calor e que o gerador converte calor em eletricidade, sem notar que o calor é a entrada da máquina térmica.
O aluno confunde os papéis dos dispositivos, supondo que a eletricidade alimenta a máquina térmica e que o gerador consome eletricidade para produzir movimento, como ocorre em um motor elétrico.
A máquina térmica utiliza a energia recebida na forma de calor para produzir trabalho mecânico, manifestado no movimento da turbina. O gerador elétrico, por sua vez, recebe esse movimento e o transforma em energia elétrica. Portanto, as transformações principais são calor em energia mecânica e energia mecânica em energia elétrica, respectivamente.
O aluno confunde gerador com motor elétrico, acreditando que ambos consomem energia elétrica para gerar movimento, quando no texto o gerador recebe movimento e fornece eletricidade.
Raio-X da questão
transformação de energia
avaliacao
transformacao de energia termica · leis da termodinamica
Revisar os princípios de funcionamento de máquinas térmicas e geradores elétricos.
Confundir a fonte de energia usada por cada dispositivo, pensando que ambos usam calor para gerar energia eletrica.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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