Um gerador elétrico é acionado por uma turbina com fluxo de calor fornecido Q?_in = 2000 W. Se a eficiência de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um gerador elétrico é acionado por uma turbina com fluxo de calor fornecido Q?_in = 2000 W. Se a eficiência de conversão térmica real é 30%, qual a potência elétrica entregue pelo gerador?
- A) 400 W, que é o valor médio observado em geradores.
- B) 800 W, já que uma parte do calor é perdida.
- C) 600 W (P = ? · Q?_in = 0,30 · 2000 W = 600 W).
- D) 300 W, pois a eficiência é baixa em geradores.
- E) 1000 W, considerando que sempre se perde mais energia.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- A eficiência térmica de conversão é a razão entre a potência elétrica entregue (saída útil) e a potência de calor fornecida (entrada). Assim, P_saida = eficiência × Q_entrada. Passo 2: Os dados do enunciado são Q_entrada = 2000 W e eficiência = 30% = 0,30. Passo 3: Cálculo: P_saida = 0,30 × 2000 W = 600 W. Passo 4: Conferência: a potência de saída deve ser menor que a de entrada, e 600 W é menor que 2000 W, o que faz sentido fisicamente. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa A ignora o dado de 30% e usa um valor supostamente típico, o que não é justificável pelo enunciado; a alternativa B considera uma perda de 60% do calor, o que não corresponde à eficiência de 30%; a alternativa D calcula 30% de 1000 W, usando um valor de calor que não foi dado; a alternativa E supõe que metade do calor é convertida, o que corresponde a uma eficiência de 50%, valor não informado. O gabarito oficial C está correto.
💡 Dica: Calcule a potência elétrica usando a eficiência e o fluxo de calor.
Alternativa por alternativa
Ignorou o dado da eficiência de 30% e tomou como resposta um suposto valor médio de geradores, que não aparece no enunciado.
Percebeu que há perdas, mas calculou a perda como 60% do calor (2000 × 0,60 = 1200) e subtraiu, em vez de aplicar diretamente a eficiência de 30%.
Por que engana: Confundir a eficiência com a potência total, calculando 30% de 2000 W como 600 W, mas sem entender a relação entre calor e potência.
A potência elétrica útil é produto da eficiência pela potência térmica de entrada: P = ?·Q?_in. Com ?=0,30 e Q?_in=2000 W resulta P=600 W.
Aplicou os 30% sobre 1000 W, metade do calor fornecido, trocando o valor de Q_entrada dado no enunciado.
Acredita que metade da energia é aproveitada, o que equivale a uma eficiência de 50%, e supõe que a perda é sempre maior do que o informado.
Raio-X da questão
eficiência de geradores elétricos
avaliacao
eficiência de conversão térmica · cálculo de potência elétrica
Revisar o conceito de eficiência em sistemas de conversão de energia.
Confundir a eficiência com a potência total, calculando 30% de 2000 W como 600 W, mas sem entender a relação entre calor e potência.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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