Um gerador a gasolina tem eficiência ? = 30%, fornece potência média P = 5 kW durante t = 3 h. O poder…
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 gerador a gasolina tem eficiência ? = 30%, fornece potência média P = 5 kW durante t = 3 h. O poder calorífico do combustível é L = 44×10^6 J/kg. Qual a massa de combustível necessária?
- A) ˜ 8 kg de combustível
- B) ˜ 2 kg de combustível
- C) ˜ 1 kg de combustível
- D) ˜ 4,1 kg de combustível.
- E) ˜ 10 kg de combustível
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Converta o tempo para segundos: t = 3 h = 3 x 3600 s = 10800 s. Passo 2: Calcule a energia fornecida pelo gerador (energia útil): E_util = P x t = 5000 W x 10800 s = 5,4 x 10^7 J. Passo 3: Como a eficiência é de 30%, a energia total que o combustível deve liberar é E_total = E_util / 0,30 = 5,4 x 10^7 / 0,30 = 1,8 x 10^8 J. Passo 4: O poder calorífico indica a energia liberada por kg de combustível: L = 44 x 10^6 J/kg. Logo, m = E_total / L = 1,8 x 10^8 / 4,4 x 10^7 = 4,09 kg, aproximadamente 4,1 kg. Passo 5: Por isso a alternativa D é a correta, e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A (8 kg) está errada, pois o valor é cerca de o dobro do correto e não corresponde a nenhuma etapa do cálculo. A alternativa B (2 kg) está errada, pois a massa calculada é o dobro do valor correto. A alternativa C (1 kg) está errada, pois ignora a eficiência, o que resultaria em cerca de 1,2 kg. A alternativa E (10 kg) está errada, pois exagera a energia necessária e não segue o procedimento correto.
💡 Dica: Calcule a energia total e use a eficiência para encontrar a massa.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente aplicou a eficiência de forma incorreta, dividindo ou multiplicando o resultado pelo fator 0,3 de maneira errada, e obteve uma massa muito superior à real.
Por que engana: O aluno pode confundir a eficiência do gerador com a potência fornecida, não considerando a relação entre energia e combustível necessário.
O aluno provavelmente errou na montagem da energia total, por exemplo ao usar a conversão de tempo ou a eficiência de forma inconsistente, chegando a uma massa de cerca de 2 kg.
O aluno provavelmente ignorou a eficiência de 30% e calculou apenas a energia útil dividida pelo poder calorífico, o que resulta em cerca de 1,2 kg, arredondado para 1 kg.
E_out = P·t = 5 000 W·(3·3 600 s)=5,4×10^7 J; Q_in = E_out/? = 5,4×10^7/0,3 = 1,8×10^8 J; m = Q_in/L = 1,8×10^8/4,4×10^7 ˜ 4,09 kg.
O aluno provavelmente cometeu erro de unidades ou de cálculo ao determinar a energia, ou dividiu pela eficiência de forma equivocada, obtendo uma massa de cerca de 10 kg.
Raio-X da questão
eficiência de geradores
avaliacao
cálculo de eficiência · potência e energia
Revisar cálculos de eficiência e energia em sistemas de potência.
O aluno pode confundir a eficiência do gerador com a potência fornecida, não considerando a relação entre energia e combustível necessário.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um gerador elétrico produz P_e = 12,0 kW. O rendimento global do processo combustível?energia elétrica é ? = 28%. O…
- Um gerador fornece P_e = 15,0 kW elétricos. O alternador tem rendimento ?_e = 95% e o motor térmico tem rendimento…
- Um gerador elétrico abastecido por combustão consome combustível à taxa m? = 5,00×10^-3 kg/s. O poder calorífico…
- Um motor funciona entre reservatórios a T_hot = 573 K e T_cold = 293 K. O rendimento máximo de Carnot é ?_C = 1 -…
- Um fogão a gás consome massa de combustível m? = 2,50×10?³ kg/s. O poder calorífico inferior do gás é LHV = 5,00×107…
- Um motor térmico acoplado a um alternador fornece P_e = 90,0 kW elétricos contínuos. O motor tem rendimento térmico ?_th…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog