Uma cooperativa de pescadores utiliza uma caixa térmica aquecida por energia solar para derreter gelo e…
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
Uma cooperativa de pescadores utiliza uma caixa térmica aquecida por energia solar para derreter gelo e higienizar os recipientes usados no transporte do pescado. Em determinado teste, a caixa recebeu 1,2 MJ de energia solar. Devido às perdas térmicas, apenas 55% dessa energia foi transferida efetivamente para o gelo. Considere que o gelo estava inicialmente a 0 °C e que são necessários 334 kJ para derreter completamente 1 kg de gelo. Considerando os dados do teste, qual é a massa máxima de gelo que pode ser derretida pela energia efetivamente transferida para a caixa térmica?
- A) A massa máxima de gelo derretida será de 1,98 kg.
- B) A massa máxima de gelo derretida será de 0,66 kg.
- C) A massa máxima de gelo derretida será de 1,10 kg.
- D) A massa máxima de gelo derretida será de 1,62 kg.
- E) A massa máxima de gelo derretida será de 3,59 kg.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Converta a energia recebida para kJ. 1,2 MJ equivalem a 1200 kJ, pois 1 MJ = 1000 kJ.
- Calcule a energia efetivamente transferida ao gelo. Como 55% chegam ao gelo, a energia útil é 0,55 x 1200 = 660 kJ.
- Use o calor latente de fusão, que é 334 kJ para derreter 1 kg de gelo a 0 °C. A massa derretida é m = 660 / 334, que resulta em aproximadamente 1,98 kg.
- Conclusão. A alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa B está errada porque deixa de dividir a energia pelo calor latente, tratando 660 kJ como se fossem 0,66 kg. A alternativa C está errada porque usa um divisor incorreto para a energia útil, que não corresponde ao dado de 334 kJ/kg. A alternativa D está errada porque aplica o fator de perda de 45% em vez da transferência de 55%, obtendo 540 kJ. A alternativa E está errada porque ignora as perdas térmicas e divide a energia total de 1200 kJ por 334 kJ/kg.
💡 Dica: multiplicar energia total por eficiência antes de dividir pela energia para derretimento
Alternativa por alternativa
A energia útil é 55% de 1,2 MJ, ou 660 kJ. Dividindo esse valor por 334 kJ/kg, obtém-se aproximadamente 1,98 kg de gelo.
O aluno calcula corretamente a energia útil de 660 kJ, mas não a divide pelo calor latente de 334 kJ/kg e apresenta esse valor como massa.
O aluno usa um divisor sem relação com o calor latente de 334 kJ/kg, obtendo uma massa que não corresponde aos dados do enunciado.
O aluno aplica o percentual de perdas (45%) em vez do percentual transferido (55%), calculando 540 kJ e dividindo por 334 kJ/kg.
O aluno ignora as perdas térmicas e usa a energia total de 1200 kJ dividida por 334 kJ/kg, como se toda a energia do sol chegasse ao gelo.
Por que engana: não considerar a eficiência energética na conta final
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