Em um laboratório de uma escola pública, estudantes compararam duas lâmpadas usadas pelo mesmo intervalo de…
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 um laboratório de uma escola pública, estudantes compararam duas lâmpadas usadas pelo mesmo intervalo de tempo. A lâmpada LED consumia 10 W de potência elétrica e produzia um fluxo luminoso de 1.000 lúmens. A lâmpada incandescente consumia 60 W e produzia 800 lúmens. Para comparar a eficiência energética nesse experimento, os estudantes consideraram a quantidade de luz produzida por unidade de potência consumida, expressa em lúmens por watt (lm/W). Com base nos dados do experimento, qual lâmpada apresentou maior eficiência energética, segundo o critério adotado pelos estudantes?
- A) As duas lâmpadas apresentaram a mesma eficiência energética.
- B) A lâmpada LED apresentou maior eficiência energética.
- C) Nenhuma das duas lâmpadas apresentou eficiência energética.
- D) A lâmpada de 1.000 lúmens apresentou menor eficiência energética.
- E) A lâmpada de 60 W apresentou maior eficiência energética.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- O critério adotado pelos estudantes é a eficiência em lúmens por watt, ou seja, o fluxo luminoso dividido pela potência elétrica consumida (eficiência = lúmens / watts). Passo 2: Calculo a eficiência da lâmpada LED: 1.000 lúmens / 10 W = 100 lm/W. Passo 3: Calculo a eficiência da lâmpada incandescente: 800 lúmens / 60 W, que é aproximadamente 13,3 lm/W. Passo 4: Comparando 100 lm/W com cerca de 13,3 lm/W, a lâmpada LED converte energia elétrica em luz muito mais eficientemente, e a alternativa B está correta. Passo 5: A alternativa A está errada, pois as eficiências são bem diferentes (100 e cerca de 13,3 lm/W). A alternativa C está errada, pois ambas as lâmpadas têm eficiência calculável e diferente de zero. A alternativa D está errada, pois a lâmpada de 1.000 lúmens é justamente a LED, que tem a maior eficiência. A alternativa E está errada, pois a lâmpada de 60 W é a de menor eficiência, por consumir muita potência para produzir relativamente pouca luz. Passo 6: Conclusão: a lâmpada LED apresentou maior eficiência energética, de acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule os lúmens por watt de cada lâmpada e compare os resultados.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, por as lâmpadas terem sido usadas pelo mesmo intervalo de tempo, possuem a mesma eficiência, sem comparar lúmens por watt. Confunde igualdade de tempo de uso com igualdade de rendimento energético.
A eficiência luminosa é calculada dividindo-se o fluxo luminoso pela potência consumida. A lâmpada LED apresentou 1.000 lm ÷ 10 W = 100 lm/W, enquanto a incandescente apresentou 800 lm ÷ 60 W ≈ 13,3 lm/W. Portanto, a LED produziu mais luz para cada watt consumido.
O aluno acha que lâmpadas apenas acendem e não possuem eficiência energética mensurável, usando a intuição do dia a dia em vez do conceito de eficiência como razão entre luz produzida e potência consumida.
O aluno associa a lâmpada de 1.000 lúmens a menor eficiência, provavelmente por não dividir o fluxo luminoso pela potência e por ler os valores isoladamente, sem calcular a razão lm/W pedida no enunciado.
O aluno acredita que a lâmpada mais potente (60 W) é a mais eficiente, pois assume que maior consumo significa maior desempenho. Não percebe que a eficiência depende da luz produzida por unidade de potência consumida.
Por que engana: O aluno pode associar maior potência ou maior fluxo luminoso isoladamente à maior eficiência, sem dividir o fluxo luminoso pela potência consumida.
Raio-X da questão
Eficiência energética em lâmpadas
avaliacao
Razão entre grandezas físicas · Unidades de potência elétrica
Revise o cálculo da eficiência como a razão entre fluxo luminoso e potência consumida.
O aluno pode associar maior potência ou maior fluxo luminoso isoladamente à maior eficiência, sem dividir o fluxo luminoso pela potência consumida.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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