Equipamentos domésticos chamados de vaporizadores para roupa utilizam o vapor de água gerado por um sistema de…
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
Equipamentos domésticos chamados de vaporizadores para roupa utilizam o vapor de água gerado por um sistema de resistências elétricas a partir de água líquida. Um equipamento com potência nominal de 1.600 W foi utilizado para passar roupas por 20 minutos, consumindo 540 mL de água. Em relação ao gasto total de energia do equipamento, o gasto de energia utilizado apenas para vaporizar a água, após ela já ter atingido a temperatura de ebulição, equivale a, aproximadamente, [FUVEST 2020 - Questão 2] FUVEST - 2020
- A) 0,04%.
- B) 0,062%.
- C) 4,6%.
- D) 40%.
- E) 62%.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcule a energia total fornecida pelo equipamento. E = P x t = 1600 W x 1200 s (20 min) = 1.920.000 J, ou 1,92 MJ.
- Calcule a energia usada apenas para vaporizar a água. Como 540 mL de água correspondem a 540 g (densidade aproximada de 1 g/mL), a energia é Q = m x L, em que L é o calor latente de vaporização da água, cerca de 2,26 kJ/g (valor usual do ensino médio; a questão original não traz o valor no enunciado, então é uma dúvida de dado externo). Assim Q = 540 g x 2260 J/g = 1.220.400 J.
- Calcule a fração. Q / E = 1.220.400 / 1.920.000 = 0,636, ou cerca de 63%. Isso está mais próximo de 62% do que de qualquer outra alternativa, e por isso a resposta aproximada é 62%, alternativa E.
- Confira o gabarito oficial, que é E. Está de acordo com a resolução.
- Por que as outras estão erradas. A (0,04%) e B (0,062%) estão com ordem de grandeza ou vírgula deslocada em vários níveis. C (4,6%) está muito abaixo do valor calculado. D (40%) não corresponde a nenhum cálculo coerente com os dados.
💡 Dica: Calcule a energia total consumida e a energia para vaporizar a água usando potência, tempo e calor latente de vaporização.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou a conversão de unidades ou a ordem de grandeza, por exemplo ao dividir a energia de vaporização por uma potência de 10 indevida ou ao trocar kJ por J.
O aluno calculou a fração corretamente em termos de magnitude, mas deslocou a vírgula decimal ao passar a razão para porcentagem, obtendo 0,062% em vez de 62%.
O aluno provavelmente calculou a razão corretamente, mas não converteu para porcentagem da forma adequada, ou usou a energia da vaporização em unidades inconsistentes com a energia total, obtendo 4,6%.
Por que engana: Calcular a energia total sem considerar que a água já estava em ebulição, levando a um valor de energia vaporizada incorreto.
O aluno pode ter achado que a parte da energia usada na vaporização é uma fração intuitiva ou arredondada sem cálculo, como 40%, sem comparar corretamente a energia de vaporização com a energia total de 1,92 MJ.
CORRETA. A energia para vaporizar a água é cerca de 62% do total.
Raio-X da questão
energia, potência, calor latente
avaliacao
potência elétrica · calor específico da água
Revisar cálculo de energia elétrica e calor latente de vaporização da água.
Calcular a energia total sem considerar que a água já estava em ebulição, levando a um valor de energia vaporizada incorreto.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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