Física3ª sérieBNCC EM13CNT107Média⏱ medio

Um equipamento de potência 150 W funciona durante 4 h. Calcule a energia consumida em kWh e em joules (use E =…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

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 equipamento de potência 150 W funciona durante 4 h. Calcule a energia consumida em kWh e em joules (use E = P·t e 1 kWh = 3,6×10^6 J).

A) E = 600 kWh; E = 150 W × 40 h.
B) E = 0,6 kWh = 2,16×10^6 J.
C) E = 2,16×10^5 J; E = 150 W × 0,5 h.
D) E = 0,6 J; E = 150 W × 4 s.
E) E = 0,15 kWh = 1,08×10^6 J.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique os dados do enunciado. A potência é P = 150 W e o tempo é t = 4 h. Passo 2: Calcule a energia com E = P·t, usando a unidade Wh: E = 150 × 4 = 600 Wh. Passo 3: Converta para kWh, lembrando que 1 kW = 1000 W, logo 600 Wh = 0,6 kWh. Passo 4: Converta para joules com 1 kWh = 3,6×10^6 J: E = 0,6 × 3,6×10^6 = 2,16×10^6 J. Passo 5: Conclusão: a alternativa B está correta, e o gabarito oficial coincide com a resolução. Por que as outras estão erradas: A usa 40 h no lugar de 4 h e não converte Wh em kWh; C usa 0,5 h no lugar de 4 h e erra a potência de dez na conversão para joules; D troca horas por segundos e dá a energia em J sem a devida conversão; E usa 0,15 kWh, que corresponde a 1 h de uso, e o valor em joules é inconsistente com o próprio resultado em kWh.

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

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno calculou 150 × 4 = 600 e informou o resultado diretamente como kWh, ignorando que 600 Wh equivalem a 0,6 kWh. Além disso, escreveu 40 h no lugar de 4 h, mostrando erro de atenção no tempo.

Por que engana: Confundir a conversão de horas para segundos, resultando em um cálculo incorreto da energia em joules.

B Correta

E = P·t = 0,150 kW × 4 h = 0,6 kWh; em joules: 0,6×3,6×10^6 J = 2,16×10^6 J.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno usou 0,5 h como tempo, possivelmente confundindo 4 h com 30 minutos, e depois multiplicou por um fator de conversão errado, obtendo 2,16×10^5 J em vez de 2,16×10^6 J.

D Erradaerro: Interpretação

O aluno interpretou 4 h como 4 s e confundiu a unidade de energia do kWh com o joule, obtendo 0,6 J. Não percebeu que a energia consumida em horas depende da conversão de tempo para segundos.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno converteu 150 W corretamente para 0,15 kW, mas usou 1 h como tempo em vez de 4 h. Depois, na conversão para joules, o valor 1,08×10^6 J não corresponde a 0,15 kWh, que daria 5,4×10^5 J.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

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

potência elétrica · unidades de medida

📚 Reveja

Revisar a relação entre potência, tempo e energia consumida.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a conversão de horas para segundos, resultando em um cálculo incorreto da energia em joules.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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