Um técnico mede a tensão e a corrente de um micro-ondas em três ciclos: pré-aquecimento (I1 = 6,0 A por t1 = 2…

Questão

Um técnico mede a tensão e a corrente de um micro-ondas em três ciclos: pré-aquecimento (I1 = 6,0 A por t1 = 2 min), aquecimento (I2 = 9,0 A por t2 = 18 min) e espera interna (I3 = 0,50 A por t3 = 40 min). A tensão medida é V = 127 V constante. Elabore um relatório que (a) calcule a energia total consumida em kWh e a potência média no período, (b) apresente os cálculos com unidades e (c) descreva como comunicar esses resultados a um público leigo e a um público técnico, incluindo incertezas principais nas medições.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculos: converter tempos para horas: t1 = 2/60 = 0,033333 h; t2 = 18/60 = 0,30 h; t3 = 40/60 = 0,666667 h. Potências instantâneas: P1 = V·I1 = 127·6,0 = 762 W = 0,762 kW; P2 = 127·9,0 = 1143 W = 1,143 kW; P3 = 127·0,5 = 63,5 W = 0,0635 kW. Energias: E1 = P1·t1 = 0,762·0,033333 = 0,0254 kWh; E2 = 1,143·0,30 = 0,3429 kWh; E3 = 0,0635·0,666667 = 0,04233 kWh. Energia total E_tot = E1+E2+E3 = 0,41063 kWh ˜ 0,411 kWh. Potência média = E_tot / (t1+t2+t3) = 0,41063 kW (como o intervalo total é 1,0 h) ˜ 410,6 W. Incertezas: considerar precisão do amperímetro e voltímetro (ex.: ±1% leitura), erro de tempo (±1 s), e arredondamento; propagar incertezas por somatório e produto (?E ˜ E·v((?P/P)²+(?t/t)²) para cada termo). Comunicação: para público leigo, apresentar resultado principal (energia total ˜ 0,41 kWh e custo estimado) em linguagem não técnica, usar tabela simples e gráfico de barras por ciclo, indicar ordem de grandeza e recomendar medidas de economia. Para público técnico, anexar tabela com V, I, P, t, E por ciclo, cálculos formais, incertezas numéricas e suposições (tensão constante, negligência de fator de potência), além de recomendações experimentais (uso de wattímetro True RMS, registrar flutuações de tensão, repetir medições).

Explicação

Os cálculos apresentados são claros e seguem uma sequência lógica, começando pela conversão das unidades e culminando na determinação da energia total e da potência média. A inclusão de incertezas nas medições demonstra rigor científico, permitindo uma avaliação mais precisa dos resultados. A comunicação dos resultados é adaptada para diferentes públicos, facilitando a compreensão e a aplicação das informações.

Raio-X da questão

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