Biologia3ª sérieBNCC EM13CNT302Difícil⏱ longo

Compare, com cálculos e recomendações, o consumo elétrico anual e a redução de emissões de CO2 ao substituir…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT302

Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Compare, com cálculos e recomendações, o consumo elétrico anual e a redução de emissões de CO2 ao substituir um chuveiro elétrico resistivo de potência P = 8,50 kW por uma bomba de calor com COP = 3,00. Considere uso diário t = 15 min, 365 dias/ano e fator de emissão E = 0,45 kg CO2·kWh^-1. Explique pressupostos e conclua com economia percentual e massa de CO2 evitada.

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

Resposta esperada

Pressupostos: potência do chuveiro elétrico representa a energia elétrica efetivamente convertida em calor (resistivo), o COP da bomba é constante e a matriz elétrica tem fator de emissão E. Cálculos: tempo diário t = 15 min = 0,25 h. Energia diária com resistência: E_res,dia = P·t = 8,50 kW·0,25 h = 2,125 kWh. Energia anual (resistiva): E_res,ano = 2,125·365 = 775,625 kWh. Com bomba de calor (COP = 3,00): energia elétrica diária E_hp,dia = E_res,dia / COP = 2,125/3 = 0,7083 kWh; anual E_hp,ano = 0,7083·365 = 258,542 kWh. Economia energética anual = E_res,ano - E_hp,ano = 517,083 kWh ? percentual = (1 - 1/COP)·100% = (1 - 1/3)·100% = 66,67%. Emissões: resistivo anual = 775,625·0,45 = 349,03 kg CO2. Bomba anual = 258,542·0,45 = 116,34 kg CO2. Redução anual = 232,69 kg CO2. Recomendações: adotar bomba de calor reduz consumo elétrico em ˜66,7% e evita ˜233 kg CO2/ano por usuário para o uso considerado; verificar COP sazonal e fator de emissão local; considerar custo inicial, manutenção e integração com energias renováveis para maior sustentabilidade.

Explicação

A análise considera a eficiência energética da bomba de calor em comparação ao chuveiro elétrico, demonstrando uma significativa economia de energia e redução de emissões de CO2. Os cálculos detalham o consumo anual de ambos os sistemas, permitindo a quantificação da economia percentual e da massa de CO2 evitada. As recomendações finais ressaltam a importância de avaliar fatores adicionais que podem influenciar a decisão de troca, promovendo uma abordagem sustentável.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

consumo elétrico e emissões de CO2

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de consumo elétrico · emissões de CO2

📚 Reveja

Revisar cálculos de consumo de energia e emissões de gases.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a potência do chuveiro com a eficiência da bomba de calor, não considerando corretamente a redução nas emissões de CO2.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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