Uma microcentral hidrelétrica recebe 3,0×10^6 J de energia hidráulica e entrega 2,0×10^6 J de energia elétrica…
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
Uma microcentral hidrelétrica recebe 3,0×10^6 J de energia hidráulica e entrega 2,0×10^6 J de energia elétrica em 20 s. Determine: (a) o rendimento (%) da conversão energética; (b) a potência elétrica média gerada. Use ? = E_out / E_in e P = E_out / t.
- A) (a) ? = 0,5; (b) P = 4,0×10^5 W
- B) (a) ? = 1,0; (b) P = 5,0×10^5 W
- C) (a) ? = 66,7; (b) P = 2,5×10^6 W
- D) (a) ? = 100; (b) P = 1,0×10^6 W
- E) (a) ? = 2,0×10^6 / 3,0×10^6 = 0,667 = 66,7%; (b) P = 2,0×10^6 J / 20 s = 1,0×10^5 W = 100 kW.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- O rendimento (eta) é a razão entre a energia útil e a energia fornecida: eta = E_out / E_in = 2,0×10^6 / 3,0×10^6 = 0,667, ou 66,7%. Passo 2: A potência média é a energia dividida pelo tempo: P = E_out / t = 2,0×10^6 / 20 = 1,0×10^5 W, o que equivale a 100 kW. Passo 3: Comparação com o gabarito: resolvi por conta própria e cheguei à alternativa E, que está correta nos dois itens, então o gabarito oficial E está certo. Por que as outras estão erradas: a alternativa A dá rendimento de 0,5, que não corresponde à razão entre 2,0 e 3,0; a alternativa B supõe rendimento de 100% e potência de 5,0×10^5 W, incompatível com os dados; a alternativa C acerta o rendimento, mas a potência de 2,5×10^6 W não resulta de dividir 2,0×10^6 J por 20 s; a alternativa D supõe rendimento de 100%, ignorando as perdas na conversão, e também erra a potência.
💡 Dica: Calcule o rendimento e a potência usando as fórmulas fornecidas.
Alternativa por alternativa
Provavelmente dividiu a energia perdida (1,0×10^6 J) pela energia útil (2,0×10^6 J), obtendo 0,5, em vez de dividir a energia útil pela fornecida. Na potência, errou o cálculo ou o tempo usado.
Acredita que toda a energia hidráulica se converte em energia elétrica, como se não houvesse perdas, o que daria rendimento de 100%. A potência de 5,0×10^5 W também não decorre de 2,0×10^6 J em 20 s.
Acerta o rendimento de 66,7%, mas erra a potência, possivelmente por um erro de cálculo ou de unidade ao dividir a energia pelo tempo.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do rendimento, aplicando incorretamente os valores de entrada e saída de energia.
Confunde a conservação da energia com a conversão real, que tem perdas, e assim supõe rendimento de 100%. Na potência, provavelmente dividiu 2,0×10^6 J por um tempo errado (2 s em vez de 20 s), chegando a 1,0×10^6 W.
Rendimento é razão entre energia útil e energia fornecida; potência média é energia entregue dividida pelo intervalo de tempo; aplicar as fórmulas fornece os valores.
Raio-X da questão
rendimento e potência
avaliacao
rendimento e potência · conversão de energia
Revisar as fórmulas de rendimento e potência em sistemas de energia.
O aluno pode confundir a fórmula do rendimento, aplicando incorretamente os valores de entrada e saída de energia.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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