Um carregador de laptop consome potência elétrica P_in = 65,0 W durante o carregamento. A eficiência 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
Um carregador de laptop consome potência elétrica P_in = 65,0 W durante o carregamento. A eficiência de conversão elétrica para a carga da bateria é ? = 0,90; o restante é dissipado como calor no carregador. Funcionamento: t = 8,0 h por dia durante 30 dias. Calcule a energia elétrica total consumida e a energia térmica dissipada no carregador (use E = P·t).
- A) A energia térmica dissipada é igual à energia total consumida.
- B) O consumo total é calculado como E = P·t, mas com P = 50 W.
- C) E_total = 5,616×10^7 J (56,160 kJ); E_heat = 5,616×10^6 J (5,616 kJ).
- D) A eficiência do carregador é de 0,75, logo o consumo total muda para 4,5×10^7 J.
- E) A energia total consumida é de 8,32×10^7 J e a dissipada 8,32×10^6 J.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Converta o tempo de uso total. São 8,0 h por dia durante 30 dias, logo t = 8,0 x 30 = 240 h. Passo 2: Calcule a energia elétrica total consumida com E = P x t. Como P = 65,0 W = 65,0 J/s, convertendo para J: E = 65,0 x 240 h x 3600 s/h = 5,616 x 10^7 J (ou 56,16 kJ... equivalente a 15,6 kWh). Passo 3: Calcule a energia dissipada como calor. A eficiência de 0,90 indica que 90% da energia vai para a bateria e os 10% restantes viram calor. Assim, E_calor = (1 - 0,90) x 5,616 x 10^7 J = 0,10 x 5,616 x 10^7 J = 5,616 x 10^6 J (5,616 kJ... ou 5,616 MJ). Passo 4: Comparação com o gabarito. Meu resultado coincide com a alternativa C, que é o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A confunde a energia térmica com a energia total, ignorando a eficiência; B usa P = 50 W, valor que não está no enunciado; D usa eficiência 0,75, mas o enunciado dá 0,90; E multiplica o total por um fator que não corresponde aos dados. Observação: o símbolo da eficiência apareceu corrompido no enunciado como '?', mas o valor 0,90 está escrito de forma clara.
💡 Dica: Calcule a energia total e a energia dissipada separadamente.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que toda a energia consumida vira calor, esquecendo que parte da energia é transferida para a bateria. Ele não usa a eficiência de 0,90 dada no enunciado.
O aluno usa um valor de potência que não consta no enunciado (50 W em vez de 65,0 W), provavelmente por trocar ou arredondar o dado com descuido.
Por que engana: Confundir a eficiência do carregador e calcular a energia total sem considerar a dissipação de calor corretamente.
E = P·t com t_total = 8,0·30 = 240 h = 864000 s ? E = 65,0·864000 = 5,616×10^7 J. Energia térmica: E_heat = (1-?)·E = 0,10·5,616×10^7 = 5,616×10^6 J.
O aluno lê mal a eficiência, tomando 0,75 em vez de 0,90, e recalcula o consumo com um dado que não existe no enunciado.
O aluno chega a um total de 8,32 x 10^7 J, valor que não corresponde a P x t = 65 x 240 h. Provavelmente houve erro no cálculo ou na conversão de unidades, e a energia térmica foi obtida corretamente a partir desse total errado.
Raio-X da questão
energia elétrica e térmica
avaliacao
cálculo de energia elétrica · eficiência energética
Revisar os conceitos de potência, eficiência e cálculo de energia.
Confundir a eficiência do carregador e calcular a energia total sem considerar a dissipação de calor corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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