Física3ª sérieBNCC EM13CNT101Fácil⏱ medio

Um aquecedor resistivo ligado à rede consome P = 2,0 kW durante t = 3,5 h. Calcule a energia consumida em kWh…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um aquecedor resistivo ligado à rede consome P = 2,0 kW durante t = 3,5 h. Calcule a energia consumida em kWh e em joules. Use E = P·t, 1 h = 3600 s.

A) E = 1,0×10^7 J; P errado para 1,0 kW ao invés de 2,0 kW.
B) E = 5,0 kWh; o aquecedor consome 1 kW durante 5 h.
C) E = 7,0 J; unidade de energia muito pequena para aquecedores.
D) E = 7,0 kWh = 2,52×10^7 J (P=2,0 kW; t=3,5 h = 12 600 s; E=P·t).
E) E = 10,5 kWh; tempo interpretado como 4 h.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique os dados. P = 2,0 kW e t = 3,5 h. Resolvi sem olhar o gabarito. Passo 2: Calcule a energia em kWh usando E = P·t. E = 2,0 kW × 3,5 h = 7,0 kWh. Passo 3: Converta para joules. Como 1 h = 3600 s, t = 3,5 × 3600 = 12 600 s. Então E = 2000 W × 12 600 s = 25 200 000 J = 2,52×10^7 J. Equivalentemente, 1 kWh = 3,6×10^6 J, e 7,0 × 3,6×10^6 = 2,52×10^7 J. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa D traz exatamente 7,0 kWh e 2,52×10^7 J, então ela está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A: o valor 1,0×10^7 J não corresponde a 1 kW por 3,5 h, que daria 1,26×10^7 J. B: 5,0 kWh corresponde a 1 kW durante 5 h, não ao enunciado. C: 7,0 J confunde kWh com joule; a energia é milhões de vezes maior. E: 10,5 kWh não resulta de 2,0 kW por 3,5 h, pois 2,0 × 3,5 = 7,0; além disso, 4 h daria 8,0 kWh.

💡 Dica: Calcule a energia usando a fórmula E = P·t.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atenção

Trocou a potência de 2,0 kW por 1,0 kW e não converteu corretamente a energia para joules, chegando a um valor que não corresponde ao cálculo com os dados do enunciado.

B Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Interpretou a potência como 1 kW e o tempo como 5 h, trocando os dados do enunciado por outros valores.

Por que engana: Confundir as unidades de tempo e energia, resultando em um valor incorreto para a energia consumida.

C Erradaerro: Conceitual

Acredita que a energia pode ser expressa em joules com valor numérico pequeno, confundindo a grandeza energia com a sua unidade de medida e a ordem de grandeza de kWh para J.

D Correta

Converter P para watts (2000 W) e t para segundos (3,5·3600 = 12 600 s). Energia E = P·t = 2000·12 600 = 2,52×10^7 J = 7,0 kWh.

E Erradaerro: Procedimental

Errou a multiplicação de P·t (provavelmente usando potência ou tempo errados, como 3 kW ou 4 h), o que leva a um produto que não corresponde a 2,0 × 3,5.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Lembrar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

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

🎯 Conceito central

energia elétrica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de energia elétrica · unidades de medida

📚 Reveja

Revisar a relação entre potência, tempo e energia elétrica.

⚠️ Erro mais comum

Confundir as unidades de tempo e energia, resultando em um valor incorreto para a energia consumida.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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