Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Fácil⏱ medio

Um servidor opera com potência média P = 500 W durante 24 h. Usando a relação E = P·t, calcule a energia…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT106

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 servidor opera com potência média P = 500 W durante 24 h. Usando a relação E = P·t, calcule a energia consumida em kWh e em joules (J).

A) E = 20 kWh, considerando que a potência aumenta com o tempo.
B) E = 24 W·h, pois é a potência multiplicada pelas horas.
C) E = 12 kWh = 4,32·10^7 J.
D) E = 500 J, pois 500 W durante 1 hora resulta em 500 J.
E) E = 48 kWh, como se a potência dobrasse a cada hora.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Converter a potência para kW. Como 1 kW = 1000 W, temos 500 W = 0,5 kW. Passo 2: Calcular a energia em kWh pela relação E = P·t. Assim, E = 0,5 kW × 24 h = 12 kWh. Passo 3: Converter kWh para joules. Como 1 W = 1 J/s e 1 h = 3600 s, temos 1 kWh = 1000 × 3600 J = 3,6 × 10^6 J. Passo 4: Multiplicar: E = 12 × 3,6 × 10^6 J = 43,2 × 10^6 J = 4,32 × 10^7 J. Passo 5: A alternativa C está correta, pois 12 kWh = 4,32 × 10^7 J. Passo 6: A alternativa A está errada, porque o enunciado fornece potência média constante, então não há aumento com o tempo, e 20 kWh não corresponde a 0,5 kW por 24 h. Passo 7: A alternativa B está errada, porque 24 W·h é apenas o número de horas multiplicado por 1 W, ignorando o valor da potência. Passo 8: A alternativa D está errada, porque 500 W durante 1 hora resulta em 500 W·h, ou seja, 0,5 kWh ou 1,8 × 10^6 J, e não 500 J. Passo 9: A alternativa E está errada, porque supõe um crescimento da potência a cada hora que o enunciado não menciona. Passo 10: Conclusão: o gabarito oficial C está correto.

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

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

Acrescentou uma hipótese que o enunciado não traz, supondo que a potência cresce com o tempo, quando a questão dá uma potência média fixa de 500 W.

Por que engana: Confundir a relação entre potência e tempo, calculando a energia de forma incorreta ao não considerar a conversão de unidades.

B Erradaerro: Procedimental

Usou apenas o tempo de 24 h e ignorou o valor da potência de 500 W, além de adotar uma unidade de energia (W·h) inadequada para o resultado pedido.

C Correta

Converter t: 24 h. Em kWh: E = P·t/1000 = 500 W·24 h /1000 = 12 kWh. Em J: t = 24 h = 86 400 s, E = P·t = 500 W·86 400 s = 4,32·10^7 J.

D Erradaerro: Conceitual

Confundiu energia com potência, achando que 500 W durante 1 hora dá 500 J, quando a energia é potência multiplicada pelo tempo em segundos, o que resultaria em 1,8 × 10^6 J.

E Erradaerro: Interpretação

Inventou um crescimento exponencial da potência, dobrando a cada hora, algo que não aparece no enunciado e que levaria a um valor diferente de 12 kWh.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

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

relação entre potência e energia · unidades de medida de energia

📚 Reveja

Revisar a relação entre potência, tempo e energia consumida.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre potência e tempo, calculando a energia de forma incorreta ao não considerar a conversão de unidades.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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