GeraProva GeraProva Provas com IA para professores do Brasil
Física3ª sérieBNCC EM13CNT106Difícil⏱ longo

Uma vila consome em média 300 kW. Avalie, com cálculos e justificativa, se é preferível uma microturbina…

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

Uma vila consome em média 300 kW. Avalie, com cálculos e justificativa, se é preferível uma microturbina hidráulica com Q = 5,0 m³/s, H = 10 m e eficiência ? = 0,80, ou um campo fotovoltaico com irradiância média 200 W/m² e módulos com eficiência 15%. Considere disponibilidade de recurso, eficiência, custo-benefício e impactos ambientais.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculos: potência hidráulica disponível P_h = ? g Q H ? = 1000 kg/m³·10 m/s²·5,0 m³/s·10 m·0,80 = 4,0·10^5 W = 400 kW, suficiente para 300 kW contínuos se o fluxo for confiável. Solar: potência útil por área = 200 W/m²·0,15 = 30 W/m²; área necessária para 300 kW = 300000 W / 30 W/m² = 10 000 m² (1,0 ha). Comparação e recomendações: a solução hidráulica fornece energia contínua sem grande área, mas depende de vazão estável e provoca impacto no ecossistema e possíveis licenças; custo inicial e manutenção hidráulica podem ser altos. O solar tem menor impacto direto e é modular, porém requer armazenamento (baterias) para suprir demanda noturna e maior área. Relação custo/benefício: se a vazão for permanente e impactos ambientais mitigáveis, a microturbina tende a ser mais eficiente e apta a suprir carga base (400 kW > 300 kW). Se a vazão for sazonal ou houver restrições ambientais, optar por campo fotovoltaico com armazenamento e/ou combinação híbrida (solar + turbina menor) aumenta segurança energética. Considere também perdas de transmissão locais (pequenas se geração for próxima), custo por kWh e prazo de retorno no planejamento final.

Explicação

A análise considera a potência disponível de cada sistema e a área necessária para atender à demanda de energia, além dos impactos ambientais e da confiabilidade dos recursos. A microturbina hidráulica oferece uma solução mais eficiente em termos de potência contínua, enquanto o sistema fotovoltaico, embora tenha menor impacto ambiental, requer mais espaço e soluções de armazenamento. A escolha entre os dois depende da estabilidade da vazão hídrica e das condições ambientais, levando em conta também os custos envolvidos e a viabilidade a longo prazo.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Bloom Criar
Leitura alto
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 desafio
🎯 Conceito central

geração de energia

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de potência · análise de eficiência energética

📚 Reveja

Revisar os princípios de geração de energia hidráulica e solar.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a eficiência dos sistemas, não considerando corretamente a relação entre potência gerada e consumo da vila.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Conservação da Energia

🔎 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

Ocorreu um erro inesperado. Recarregar X

Rejoining the server...

Rejoin failed... trying again in seconds.

Failed to rejoin.
Please retry or reload the page.

The session has been paused by the server.

Failed to resume the session.
Please retry or reload the page.