Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Fácil⏱ medio

Uma família de Belo Horizonte decidiu substituir uma lâmpada incandescente de 100 W por uma lâmpada LED de 10…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

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

Uma família de Belo Horizonte decidiu substituir uma lâmpada incandescente de 100 W por uma lâmpada LED de 10 W em um cômodo da casa. As duas lâmpadas fornecem iluminação suficiente para o uso planejado e permanecem ligadas durante 5 horas por dia. Para comparar o impacto na conta de energia, considere apenas o consumo desse período e expresse o resultado em quilowatt-hora (kWh). Com base nas informações do texto, qual é o consumo de energia elétrica de cada lâmpada durante 5 horas de funcionamento?

A) 2 kWh para a lâmpada incandescente e 0,2 kWh para a lâmpada LED.
B) 500 kWh para a lâmpada incandescente e 50 kWh para a lâmpada LED.
C) 5 kWh para a lâmpada incandescente e 5 kWh para a lâmpada LED.
D) 0,1 kWh para a lâmpada incandescente e 0,01 kWh para a lâmpada LED.
E) 0,5 kWh para a lâmpada incandescente e 0,05 kWh para a lâmpada LED.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Energia elétrica é potência multiplicada pelo tempo de funcionamento: E = P x t. Passo 2: Para a lâmpada incandescente, P = 100 W e t = 5 h, logo E = 100 x 5 = 500 Wh. Passo 3: Como 1 kWh = 1000 Wh, converte-se 500 Wh dividindo por 1000, o que dá 0,5 kWh. Passo 4: Para a lâmpada LED, P = 10 W e t = 5 h, logo E = 10 x 5 = 50 Wh. Passo 5: Convertendo, 50 Wh divididos por 1000 dão 0,05 kWh. Passo 6: Assim, a alternativa correta é a E, com 0,5 kWh para a incandescente e 0,05 kWh para a LED, o que coincide com o gabarito oficial. Passo 7: Por que as outras estão erradas: A tem valores 4 vezes maiores que os corretos, sem justificativa com 5 horas; B esquece a conversão de Wh para kWh, resultando em valores 1000 vezes maiores; C ignora a diferença de potência entre as lâmpadas; D usa apenas 1 hora de funcionamento, em vez de 5 horas.

💡 Dica: Calcule o consumo multiplicando a potência pelo tempo e convertendo para kWh.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou o cálculo do tempo ou da conversão de unidades, chegando a valores 4 vezes maiores, como se a lâmpada ficasse ligada por cerca de 20 horas. A proporção de 10 para 1 entre as lâmpadas foi mantida, mas o valor absoluto está errado.

B Erradaerro: Atenção

O aluno multiplicou potência por tempo (500 e 50), mas não dividiu por 1000 para converter Wh em kWh, confundindo watt-hora com quilowatt-hora.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que, como as duas lâmpadas ficam ligadas o mesmo tempo, consomem a mesma energia, ignorando que a potência é diferente. Confunde tempo de uso com energia consumida.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calculou a energia usando apenas 1 hora de funcionamento, ou dividiu o resultado pelo tempo em vez de multiplicar, desconsiderando as 5 horas do enunciado. Os valores ficaram 5 vezes menores que os corretos.

Por que engana: Confundir a potência das lâmpadas e calcular o consumo de forma incorreta, resultando em valores errados.

E Correta

A energia consumida é calculada por E = P · t. É necessário converter a potência de watt para quilowatt: 100 W = 0,1 kW e 10 W = 0,01 kW. Assim, para a lâmpada incandescente, E = 0,1 · 5 = 0,5 kWh. Para a lâmpada LED, E = 0,01 · 5 = 0,05 kWh.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 progressao

🎯 Conceito central

consumo de energia

📌 Objetivo

fixacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de potência elétrica · unidades de medida de energia

📚 Reveja

Revisar a fórmula de cálculo de consumo de energia elétrica em kWh.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a potência das lâmpadas e calcular o consumo de forma incorreta, resultando em valores errados.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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