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Física3ª sérieBNCC EM13CNT104Difícil⏱ longo

"Uma bateria deformada não deve ser tratada como sucata comum", alertou a técnica responsável por uma…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT104

Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

"Uma bateria deformada não deve ser tratada como sucata comum", alertou a técnica responsável por uma cooperativa de reciclagem de bicicletas elétricas. Cada módulo recebido contém 12 células associadas em série, com tensão de 3,7 V e capacidade de 20 Ah por célula. Após um impacto, a resistência interna do módulo foi estimada em 0,12 ohm. Caso seus terminais entrem em contato, adote V=12 x 3,7 V, I=V/R e P=V x I. A energia armazenada pode ser estimada por E=V x Q, sendo 1 Ah=3600 C. A recuperação dos metais reduz a extração de recursos, mas o rompimento da carcaça pode expor compostos de lítio e cobalto e eletrólito inflamável, com risco de contaminação e incêndio. Analise o modelo elétrico e os materiais descritos e identifique a conduta que reduz a chance de aquecimento perigoso e de liberação dos componentes do módulo.

  1. A) Empilhar os módulos e enviar o lote à logística reversa, pois I=3,7 A e P=0,16 kW.
  2. B) Submergir os módulos e enviar o lote à logística reversa, pois I=0,12 A e P=5,3 W.
  3. C) Expor os terminais e enviar o módulo íntegro à logística reversa, pois I=31 A e P=1,4 kW.
  4. D) Desmontar as células e enviar o módulo à logística reversa, pois I=20 A e P=0,89 kW.
  5. E) Isolar os terminais e enviar o módulo íntegro à logística reversa, pois I=370 A e P=16 kW.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

  1. Calcular a tensão do módulo. São 12 células em série, então V = 12 x 3,7 V = 44,4 V. Passo 2: Calcular a corrente em caso de curto entre os terminais. Com R = 0,12 ohm, I = V/R = 44,4 / 0,12 = 370 A. Passo 3: Calcular a potência dissipada. P = V x I = 44,4 x 370 = 16428 W, cerca de 16 kW. Esses valores mostram que um curto pode gerar corrente muito alta e aquecimento intenso, por isso o módulo deve ser isolado. Passo 4: Escolher a conduta. A alternativa E isola os terminais, evitando curto-circuito, e envia o módulo íntegro à logística reversa, sem romper a carcaça. Assim se reduz o aquecimento perigoso e a liberação de lítio, cobalto e eletrólito inflamável. Passo 5: Verificar as demais alternativas. A está errada porque empilhar módulos pode aumentar o aquecimento e os valores I = 3,7 A e P = 0,16 kW não correspondem ao modelo do módulo. B está errada porque submergir um módulo deformado é uma conduta de risco não prevista no modelo, e I = 0,12 A confunde a resistência com a corrente. C está errada porque expor os terminais favorece o curto-circuito, e I = 31 A usa a tensão de uma única célula. D está errada porque desmontar células rompe a carcaça e expõe os compostos, e I = 20 A confunde a capacidade de 20 Ah com a corrente. Conclusão: o gabarito oficial E está correto.

💡 Dica: Calcule corrente e potência para avaliar riscos e considere os aspectos ambientais do módulo.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno tomou a tensão de 3,7 V de uma célula como corrente e não percebeu que empilhar módulos aumenta o risco de aquecimento.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno confundiu a resistência de 0,12 ohm com a corrente elétrica e considerou a submersão uma conduta segura sem avaliar o risco químico e elétrico.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno usou a tensão de uma única célula (3,7 V) ao calcular I = 3,7 / 0,12 e recomendou expor os terminais, o que favorece curto-circuito.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno confundiu a capacidade de 20 Ah com a corrente elétrica (I = 20 A) e sugeriu desmontar as células, o que rompe a carcaça e expõe os compostos.

E Correta

A tensão é 44,4 V, resultando em I=44,4/0,12=370 A e P=16,4 kW. Isolar evita curto, e a logística reversa reduz a liberação dos materiais.

Raio-X da questão

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

modelo elétrico e segurança ambiental

📌 Objetivo

diagnostico

🧱 Pré-requisitos

associação de células em série · cálculo de corrente e potência elétrica

📚 Reveja

estude associação de células, cálculo de corrente e potência, e riscos ambientais de baterias

⚠️ Erro mais comum

confundir associação em série com paralelo e não calcular corretamente corrente e potência, ignorando riscos ambientais.

🌎 Tema transversal

educacao_ambiental

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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