Um motor realiza 1,2×10^5 J de trabalho útil a partir de 4,0×10^5 J de energia recebida. Qual é o rendimento…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um motor realiza 1,2×10^5 J de trabalho útil a partir de 4,0×10^5 J de energia recebida. Qual é o rendimento do motor?
- A) 70%, pois considera-se a energia não aproveitada como rendimento do motor.
- B) 0,30%, pois a razão entre trabalho útil e energia recebida foi calculada sem converter para porcentagem.
- C) 30%, pois ? = W/Q = 1,2×10^5 / 4,0×10^5 = 0,30, ou 30%.
- D) 333%, pois foi feita a razão inversa entre energia recebida e trabalho útil.
- E) 25%, pois a divisão foi estimada de forma aproximada usando valores arredondados.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O trabalho útil é W = 1,2×10^5 J e a energia recebida é Q = 4,0×10^5 J. Pede-se o rendimento, que mede a fração da energia recebida que se transforma em trabalho útil.
- Aplique a definição de rendimento: η = W/Q = (1,2×10^5) / (4,0×10^5).
- Simplifique a razão. Como 1,2 / 4,0 = 0,30, temos η = 0,30 (sem unidade, pois J dividido por J se cancela).
- Converta para porcentagem multiplicando por 100: η = 0,30 × 100% = 30%. Resolvendo por conta própria, a resposta é 30%, ou seja, a alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: a energia não aproveitada é a perda (70%), não o rendimento. B: 0,30% é o mesmo valor sem a conversão correta de fração para porcentagem, pois 0,30 equivale a 30%. D: 333% resulta da razão invertida, que não representa rendimento, pois o trabalho útil nunca pode superar a energia recebida. E: 25% viria de tomar 1,2 como 1,0, uma aproximação indevida que não se justifica com os dados dados.
💡 Dica: Calcule o rendimento dividindo o trabalho útil pela energia recebida e multiplique por 100.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que o rendimento é a parcela da energia que não foi aproveitada. Ele calcula 1 - 0,30 = 0,70, que é a fração perdida, e não o rendimento.
O aluno calcula corretamente a razão 0,30, mas esquece de multiplicar por 100 para expressar o resultado em porcentagem, escrevendo 0,30% em vez de 30%.
Por que engana: Confundir a relação entre trabalho útil e energia recebida, não convertendo corretamente para porcentagem.
A eficiência é a razão entre o trabalho útil e a energia recebida: 1,2/4,0 = 0,30, que corresponde a 30%.
O aluno inverte a razão e divide a energia recebida pelo trabalho útil (4,0/1,2 ≈ 3,33), obtendo 333%. Ele não percebe que o rendimento deve ser menor ou igual a 100%.
O aluno arredonda indevidamente o valor 1,2 para 1,0 e obtém 25%. Essa aproximação não é necessária, pois a divisão 1,2/4,0 é exata e resulta em 0,30.
Raio-X da questão
rendimento de máquina térmica
avaliacao
rendimento de máquinas térmicas · cálculo de porcentagens
Revisar o conceito de rendimento e a fórmula para cálculo de eficiência.
Confundir a relação entre trabalho útil e energia recebida, não convertendo corretamente para porcentagem.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
abstrato
Questões parecidas com resolução
- Um motor fornece trabalho útil de 240 J em 2,0 s enquanto consome 300 W de potência elétrica. Calcule o rendimento ? do…
- Um motor térmico absorve 500 J de calor e realiza 200 J de trabalho. Qual é a eficiência do motor?
- Um motor térmico recebe Q_in = 5 000 J e realiza W = 1 200 J de trabalho. Qual é a eficiência térmica ? do motor?
- Um motor a combustão interna possui uma eficiência de 30%. Se ele consome 1000 J, quantos joules se transformam em…
- Um motor térmico recebe 500 J de calor da fonte quente e realiza 150 J de trabalho. Calcule o rendimento térmico ? do…
- Um motor térmico tem um rendimento de 30%. Se a energia total fornecida é de 6000 J, qual é a energia útil produzida?
Todas as questões de Transformações e Conservações em Sistemas
🔎 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