Ciências da Natureza
e Suas Tecnologias
Física
Prof. Eduardo Cavalcanti
10
nº
CUIDADO PARA NÃO SER ENGANADO
Alguns aparelhos consomem mais eletricidade
que outros. Alguns, como a geladeira, embora
permanentemente ligados, só consomem
energia quando o motor estiver funcionando.
O motor só funciona para repor o frio.
Não há como calcular o consumo EXATO.
Uma geladeira cuja porta é aberta a toda
hora consome mais energia. Uma geladeira
em que acabamos de colocar uma dúzia de
refrigerantes para gelar vai gastar muito até
conseguir gelar todas as garrafas. Durante a
noite, não é comum a gente ficar abrindo a
geladeira. Então, o consumo é mínimo.
O aparelho de ar-condicionado, mesmo que
ligado 24 horas, não funciona todo o tempo.
Ele liga o compressor quando precisar resfriar
o ar interno. Em dias em que a temperatura
externa estiver quente, o condicionador vai ligar
mais vezes. Em ambientes com poucas pessoas,
ele vai ligar muito pouco. Em ambientes sem
nenhuma pessoa, o condicionador vai ligar
poucas vezes se as paredes, o teto e o piso
tiverem um bom isolamento térmico.
Em ambientes com muitas pessoas
fazendo trabalhos braçais, haverá produção
de muito calor. Então, o condicionador vai ligar
mais vezes. Cuidado para não ser enganado.
Muitas pessoas falam que o condicionador de
1.000 Watts ligado todos os dias, 8 horas por
dia, vai consumir 240kWh (1.000x30x8/1000).
Não é bem assim. Mesmo quando ligado, o
compressor não fica o tempo todo funcionando.
“
Será que
eu sei
calcular a
conta de
energia
da minha
residência?
”
Ciências da Natureza e Suas Tecnologias
Você mesmo poderia calcular o consumo aproximado da sua casa. Mas, para isso, vai precisar
saber o número de vezes que o compressor da geladeira ligou e quanto tempo ficou ligado em
cada vez. Faça a mesma coisa com o chuveiro, o ferro de passar roupa, o secador de cabelo, o
liquidificador e todos os outros aparelhos elétricos da sua casa. Isso vai ser uma loucura.
Mas você pode também fazer um cálculo aproximado só para ter uma ideia de qual consome
mais eletricidade.
A Equipe FB montou uma tabela imaginando uma família de classe média (nem muito rica nem
muito pobre) que tenha os principais aparelhos em casa e que faça um consumo normal, sem exageros.
Quanto aos aparelhos, existem dezenas de modelos. Uma geladeira duplex consome mais energia
que uma simples. Uma de 360 litros consome mais que uma de 280 litros, e assim por diante.
Os números de consumo apresentados na tabela abaixo foram calculados com base em uma
família de 4 pessoas, de uso moderado, sem excessos, que tomam banho uma vez por dia, que
lavam as mãos com água fria, que têm apenas um aparelho de televisão.
Você que tem uma família mais modesta deve aplicar um fator de correção aos valores da
tabela para chegar aos números próximos do que você gasta na sua casa.
Ao contrário, você que tem uma família mais folgada, com vários aparelhos de televisão,
máquina de lavar louça, vários computadores ligados à Internet, chuveiro com aquecimento
central e outros confortos, deve aplicar um fator de correção aos valores da tabela para chegar aos
números próximos do que você gasta na sua casa.
APARELHO
Consumo
kiloWatts
hora por
mês
Custo Mensal
Aproximado,
calculado ao preço
médio de R$0,12
por kiloWatt hora
(média internacional)
Aparelho de som completo, baixa
potência (200 Watts), funcionando
2 horas por dia
4
R$0,48
Aparelho de som completo, alta
potência (1.000 Watts), funcionando
2 horas por dia
10
R$1,20
Aquecedor central (200 litros)
90
R$10,08
Aspirador de pó doméstico
4
R$0,48
Cafeteira elétrica doméstica
4
R$0,48
Chuveiro elétrico de 2.000 Watts,
banhos de 10 minutos
40
R$4,80
Chuveiro elétrico de 4.000 Watts,
banhos de 10 minutos
80
R$9,60
Chuveiro elétrico de 6.000 Watts,
banhos de 10 minutos
120
R$14,40
2
FB NO ENEM
Custo Mensal
Real (a soma total
deve bater com a
conta de luz que
você pagou)
Ciências da Natureza e Suas Tecnologias
Condicionador de ar de 7.000 BTUs
com apenas 1 pessoa no ambiente,
ligado 8 horas por dia
72
R$8,64
Condicionador de ar de 10.000
BTUs com 2 pessoas no ambiente,
ligado 8 horas por dia
136
R$16,32
Condicionador de ar de 20.000
BTUs com 5 pessoas no ambiente,
ligado 8 horas por dia
342
R$41,04
Ferro elétrico doméstico, poucas roupas
45
R$5,40
Ferro elétrico doméstico, bastante roupa
60
R$7,20
Forno de microondas pequeno
15
R$1,80
Forno de microondas completo
20
R$2,40
Freezer pequeno
54
R$6,48
Freezer grande
72
R$8,64
Geladeira de 200 litros
36
R$4,32
Geladeira de 400 litros
42
R$5,04
Geladeira duplex
55
R$6,60
Lâmpada incandencente 100 Watts
15
R$1,80
Lâmpada fluorescente (luminária
com 2 lâmpadas de 40 Watts)
10
R$1,20
Lavadora de roupa simples
7
R$0,84
Lavadora de roupa completa com
aquecimento de água
15
R$1,80
Microcomputador em configuração
simples, com monitor cor de 12 polegadas
e sem impressora (4 horas por dia)
26
R$3,12
Microcomputador em configuração
completa, com monitor cor de
14 polegadas, impressora, modem e
scanner (4 horas por dia)
52
R$6,24
O mesmo microcomputador acima, ligado
porém sem ninguém usando, em situação
de waiting, de stand by, de espera
2
R$0,24
Secador de cabelo pequeno
4
R$0,48
Secador de cabelo potente
7
R$0,84
FB NO ENEM
3
Ciências da Natureza e Suas Tecnologias
Secador de roupa pouco uso
12
R$1,44
Secador de roupa bastante uso
34
R$4,08
Televisor preto e branco, ligado das
19h às 23h
10
R$1,20
Televisor cor 14 polegadas
20
R$2,40
Televisor cor 20 polegadas
35
R$4,20
Televisor cor 30 polegadas
50
R$6,00
Torneira elétrica de 2.000 Watts, na
cozinha
10
R$1,20
Torradeira elétrica
3
R$0,36
Ventilador pequeno, de mesa,
funcionando 4 horas por dia
8
R$0,96
Ventilador grande (40cm), de mesa,
funcionando 4 horas por dia
12
R$1,44
Ventilador grande (50cm), de
parede ou pedestal, 4 horas por dia
14
R$1,68
Ventilador grande (60cm), de
parede ou pedestal, 4 horas por dia
16
R$1,02
TOTAIS:
O custo unitário acima é o custo líquido praticado no mercado internacional, sem os acréscimos
de impostos, taxas, sobretaxas, contribuição voluntária, contribuição provisória e outras gorduras
que o governo adora colocar. O custo unitário brasileiro deveria ser o mais baixo do mundo, visto
que a matéria-prima para a produção da nossa energia elétrica é a água, pela qual não se paga
nada, pois cai de graça do céu.
Verifique na sua última conta de luz o preço unitário praticado pela concessionária que atende
a sua casa. Caso na conta de luz não seja apresentado o custo unitário, você mesmo poderá calcular.
Como calcular o custo unitário. Pegue o valor total que você pagou. Exemplo: R$67,20.
Pegue a quantidade consumida. Exemplo: 315 kiloWatts hora (kWh). Divida um pelo outro.
67,20 / 315 = 0,21. Seu custo unitário será: R$0,21 por kWh.
Coloque na última coluna o valor certo do Custo Mensal para cada aparelho que existe em
sua casa, multiplicando pelo número de aparelhos. Nos itens que você souber de antemão que a
sua família é “gastona” ou “pão-durona”, faça os ajustes necessários.
Some os valores da coluna e obtenha o total. Compare esse total com o valor que você pagou
na conta de luz. Aumente ou diminua proporcionalmente o valor de cada item para chegar ao
mesmo valor final.
Mostre a todos os componentes da sua família, destacando os itens que mais consomem
energia, como o chuveiro, o ferro de passar roupa etc. Não adianta fazer uma tempestade em um
copo de água com itens pouco significativos como a lâmpada do banheiro ou o rádio relógio.
4
FB NO ENEM
Ciências da Natureza e Suas Tecnologias
TARIFAÇÃO:
O sistema de cobrança do fornecimento de energia elétrica é conhecido como tarifação.
É possível diversos tipos de cobrança. Diferentemente de outros tipos de insumo, como a água que
se cobra pelo volume fornecido, a energia elétrica permite a cobrança levando em consideração
diversos fatores técnicos, como:
• Energia fornecida, medida em kWh (kilo Watt hora)
• Demanda kW (kilo Watt)
• Fator de Potência (cosseno de FI)
Os consumidores, em função da característica do consumo, podem ser agrupados da seguinte forma:
Grupo A – Alta Tensão
•
•
•
•
•
Grupo B – Baixa Tensão
A1 – 230kV ou mais
A2 – de 88 a 138kV
A3 – 69kV
A4 – de 2,3 a 13,8kV
A5 – de 2,3 a 13,8 subterrâneo
•
•
•
•
B1 – Residencial
B2 – Rural
B3 – Não Residencial
B4 – Iluminação Pública
EXERCÍCIOS
• Texto para as questões 1 e 2.
Os elétrons de um feixe de um tubo de TV são emitidos por um filamento de tungstênio dentro
de um compartimento com baixíssima pressão. Esses elétrons, com carga e = 1,6×10–19C, são
acelerados por um campo elétrico existente entre uma grade plana e uma placa, separadas por
uma distância L = 12,0cm e polarizadas com uma diferença de potencial U = 15kV. Passam então
por um orifício da placa e atingem a tela do tubo. A figura ilustra este dispositivo.
L
e
grade
FB NO ENEM
placa
5
Ciências da Natureza e Suas Tecnologias
1. Considerando que a velocidade inicial dos elétrons é nula, calcule o campo
elétrico entre a grade e a placa, considerando que ele seja uniforme.
A) 1,25 ×105 V/m
B) 2,25 ×103 V/m
C) 1,25 ×106 V/m
D) 4,25 ×105 V/m
E) 1,25 ×102 V/m
2. Calcule também a energia cinética de cada elétron, em Joules, quando passa
pelo orifício.
A) 2,4 × 10–15J
B) 3,9 × 10–15J
C) 1,2 × 10–13J
D) 2,4 × 10–12J
E) 1,2 × 1015J
3. Uma lâmpada, ligada em uma tomada de 127V, dissipa uma potência de 60W
e tem uma vida média de 750h. Ao final desse tempo, ela terá consumido uma
quantidade de energia elétrica, em kWh, igual a:
A) 45
B) 60
C) 127
D) 750
E) 1000
4. Considere um ferro elétrico com potência de 750W, sendo utilizado 4 horas por
dia durante 5 dias do mês. Nesse período mensal, a energia elétrica consumida
pelo ferro elétrico, em kWh, supondo que o mesmo funcione durante todo o
tempo em que fica ligado, é:
A) 5
B) 10
C) 15
D) 20
E) 35
6
FB NO ENEM
Ciências da Natureza e Suas Tecnologias
5. Um aquecedor resistivo, de resistência R = 5,5Ω, é incrustado em um imenso
bloco de gelo, cuja temperatura é constante e igual a 0°C. O aquecedor é mantido
ligado por 32 segundos, através da chave S, a uma fonte de força eletromotriz
ε = 110V, como mostra a figura a seguir. A chave é, então, desligada, após
decorrido esse intervalo de tempo.
S
ε
R
0ºC
Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é 80cal/g e considerando-se
que 1cal vale, aproximadamente, 4 Joules, a quantidade de gelo derretido é:
A) 2 gramas
B) 8 gramas
C) 55 gramas
D) 220 gramas
E) 880 gramas
GABARITO (V. 9)
1
2
3
4
5
C
D
A
C
D
Professor Colaborador: Hermano Melo
FB NO ENEM
7
Ciências da Natureza e Suas Tecnologias
8
FB NO ENEM
OSG: 45007/11 - A.J - REV.: AR