ENEM
Prof. Tadanori
ENERGIA ELÉTRICA
Para o cálculo da energia elétrica mensal
consumida em uma residência, deve-se determinar a
energia consumida separadamente, para cada um dos
elementos, através da equação E=P.∆t, somando-as em
seguida, para obter a energia total consumida.
Normalmente a energia consumida é obtida em
Wh, para transformar para kWh é necessário dividir o
valor por 1000.
Caso seja necessário obter o valor a ser pago à
companhia elétrica, deve-se multiplicar a energia
consumida pelo valor do preço de cada unidade de
energia consumida.
Ex: Calcular o valor total a ser pago pelo consumo mensal de
um chuveiro elétrico de 5400W ligado em média 1h por dia, 6
lâmpadas de 60W ligadas em média 5h por dia, televisor de
150W ligado em média 6h por dia, considerando o preço do
kWh igual a R$0,20.
Echuveiro = P.∆t = 5400. (1.30) = 162000Wh = 162kWh
Elâmpadas = P.∆t = (6.60).(5.30) = 54000Wh = 54kWh
Etelevisor = P.∆t = 150. (6.30) = 27000Wh = 27kWh
Etotal = 162 + 54+ 27 = 243kWh
valor a ser pago: 243kWh x 0,20 = R$48.60
ATIVIDADES:
01. Supondo que em uma residência tenhamos os
aparelhos elétricos citados abaixo com suas respectivas
potências e tempo médio de uso diário.
N°de
aparelhos
Aparelho
Elétrico
Potência
Tempo médio
de uso diário
2
1
5
1
1
Televisor
geladeira
Lâmpadas
Chuveiro
Ap. de som
150W
600W
100W
4000W
250W
6h
2h
3h
45min
2h
a)
b)
c)
d)
Qual aparelho ou conjunto de aparelhos de mesma
espécie é(são) responsável(eis) pelo maior consumo
diário de energia elétrica consumida nessa
residência.
Sabendo-se que o preço do kWh é de 30 centavos,
determine o total a ser pago pelo consumo de
energia ao final de um mês.
Supondo que a borracha de vedação da geladeira
esteja gasta, faz com que o aparelho fique
funcionando 3h a mais que o normal. Determine o
custo adicional que esse problema gera na conta de
luz ao final do mês.
Supondo que se troque as lâmpadas incandescentes
de 100W por fluorescentes de 20W. Qual a
economia que teríamos ao final do mês.
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Física
02. (FURG) No último mês, paguei R$ 80,00 pelo
consumo de 200 kWh de energia elétrica. Para calcular o
gasto específico com o chuveiro elétrico de 3000 W de
potência, supondo uso diário de 30 minutos, durante 30
dias, a despesa com a utilização do chuveiro foi de
a) R$ 4,50.
b) R$ 9,00.
c) R$ 18,00.
d) R$ 32,00.
e) R$ 64,00.
03. Um pai, interessado no consumo de energia elétrica
do computador de sua casa, não conseguiu obter esse
valor direto do equipamento, que não trazia tais
indicações. Contudo, após o computador ter sido
instalado na casa, a conta de energia elétrica veio
discriminada com um consumo de 78 KWh acima do
consumo faturado das leituras anteriores, cujos valores
eram constantes. Sabendo que o computador fica ligado,
em média, 10 horas por dia e considerando que a leitura
da energia se deu em um intervalo de 30 dias, assinale a
alternativa correspondente ao valor da potência elétrica
do computador:
a) 28W
b) 100W
c) 155W
d) 260W
e) 454W
04. (UFJF) O juiz-forano Sr. Magela tem uma casa de
praia em Cabo Frio onde, por motivos de segurança,
mantém uma lâmpada de 100W acionada por uma chave
do tipo fotocélula, que liga a lâmpada quando escurece.
O Sr. Magela observa que a fotocélula liga a lâmpada às
19 horas e a desliga às 5 horas. O custo de energia
elétrica para um consumidor residencial é de,
aproximadamente, R$0,30 por kWh. Quanto custa manter
acesa a lâmpada da casa de praia do Sr. Magela, por um
período de trinta dias?
a) R$12,00
b) R$19,00
c) R$9,00
d) R$8,00
e) R$6,00
05. (VUNESP) As companhias de eletricidade geralmente
usam medidores calibrados em quilowatt-hora (kWh). Um
kWh representa o trabalho realizado por uma máquina
desenvolvendo potência igual a 1 kW durante 1 hora.
Numa conta mensal de energia elétrica de uma
residência com 4 moradores, lêem-se, entre outros, os
seguintes valores:
CONSUMO (kWh) - 300
TOTAL A PAGAR (R$) - 75,00
Cada um dos 4 moradores toma um banho diário, um de
cada vez, num chuveiro elétrico de 3 kW. Se cada banho
tem duração de 5 minutos, o custo ao final de um mês
(30 dias) da energia consumida pelo chuveiro é de
a) R$ 4,50.
b) R$ 7,50.
c) R$ 15,00.
d) R$ 22,50.
e) R$ 45,00.
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EXERCÍCIOS ENVOLVENDO REDUÇÃO DO GASTO
DE ENERGIA ELÉTRICA
06. Células fotovoltaicas foram idealizadas e
desenvolvidas para coletar a energia solar, uma forma de
energia abundante, e convertê-la em energia elétrica.
Estes dispositivos são confeccionados com materiais
semicondutores que, quando iluminados, dão origem a
uma corrente elétrica que passa a alimentar um circuito
elétrico. Considere uma célula de 100 cm2 que, ao ser
iluminada, possa converter 20% da energia solar
incidente em energia elétrica. Considerando que a célula
recebe da luz solar, em média uma potencia de 1kW por
metro quadrado, determine qual a economia
proporcionada pela utilização de 200 destas células ao
longo de um mês, sabendo que o tempo que a célula fica
iluminada durante o dia descontando os momentos em
que o Sol é encoberto, é de 8h, e que o custo de cada
kWh é de R$0,40.
a) R$ 48,00
b) R$ 56,00
c) R$ 67,90
d) R$ 140,00
e) R$ 18,00
07. A energia solar é uma das fontes alternativas de
energia utilizadas pelo homem. A intensidade média
anual da radiação solar em uma cidade é igual a
700w/m2 considerando 5 horas de irradiação por dia. Um
equipamento de captação de energia solar, para aquecer
a água destinada ao consumo doméstico, possui
rendimento igual a 50%, isto é, 50% da potência da
radiação solar disponível é transformada em potência útil
pelo equipamento. Considere uma residência que possui
um desses equipamentos instalado, cuja área de
2
captação de irradiação solar é de 4 m , e que toda a
potência útil é consumida. Se o custo da energia elétrica
no local é de R$0,60 por kwh, a economia média mensal
em reais, nessa residência, será de
a) R$ 240,00
b) R$ 55,88
c) R$ 67,92
d) R$ 126,00
e) R$ 98,00
08. (UFGO) A tabela abaixo mostra componentes
eletroeletrônicos de uma residência, com suas
respectivas especificações e tempo médio de uso diário
em horas, por elemento
COMPONENTES POTÊNCIA
6 lâmpadas
100 W
TENSÃO
220 V
TEMPO
2,0h
1 televisor
1 chuveiro
500 W
2400 W
220 V
220 V
4,0h
1,5h
1 ferro elétrico
1200 W
220 V
1,0h
Física
EXERCÍCIOS ENVOLVENDO TRANSFORMAÇÃO DE
ENERGIA ELÉTRICA EM TÉRMICA
09. Um aquecedor elétrico de imersão de 200W é
utilizado para aquecer 500g de água inicialmente a 20°C.
Considerando que todo o calor gerado é absorvido pela
água e que o calor específico da água seja 4,2 J/g.°C,
então, em quantos minutos a água começará a ferver?
a) 10
b) 12
c) 30
d) 14
e) 25
10. Uma massa de 100g de água a 5°C é aquecida por
meio de um aquecedor elétrico de 100W.
Dado calor específico da água: 4,2J/g°C
Supondo-se que todo calor fornecido pelo resistor seja
absorvido pela água, após 42 segundos a temperatura da
água, em °C, será:
a) 15
b) 25
c) 35
d) 45
e) 55
11. Ao nível do mar, um aquecedor de imersão de 420 W
é colocado num recipiente contendo 2,0 litros de água a
20°C. Supondo que todo calor fornecido pelo aquecedor
seja absorvido pela água, calcule o tempo necessário
para que ela atinja a temperatura de ebulição é:
Dados:
calor específico da água: 1 cal/g.°C
densidade da água: 1 kg/litro
1 cal = 4,2 joules
3
a) 5,6.10 s
3
b) 4,4.10 s
3
c) 3,2.10 s
3
d) 2,4.10 s
e) 1,6.103 s
12. (UFU) Considere a radiação solar como uma onda
eletromagnética que chega à superfície da Terra com
2
intensidade 1,0kW/m e que uma placa de um aquecedor
solar consegue converter em energia térmica 50% da
energia da radiação solar que alcança sua superfície.
2
Calcule o tempo que uma placa de 1m deve ficar
exposta ao sol para elevar a temperatura de 10kg de
água de 25°C para 50°C. Despreze o efeito da inclinação
do sol em relação à placa do aquecedor. O calor
específico da água é de 4,2J/g°C.
a) 15min
b) 25min
c) 35min
d) 45min
e) 55min
Buscando minimizar o gasto mensal, os moradores dessa
residência resolveram retirar duas lâmpadas e reduzir o
uso do chuveiro e do ferro elétrico em 30 minutos cada.
Com esta atitude, conseguiu-se uma economia de
a) 22,5%.
b) 25,0%.
c) 27,5%.
d) 30,0%.
e) 32,5%.
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13. No Sistema Internacional, a unidade de energia é J
(joule) e a de potência é W (watt). Entretanto, a unidade
de energia adotada pelas empresas que geram e
distribuem energia elétrica no Brasil é kWh (quilowatthora). Considere que o custo de 1kWh fornecido pela
empresa de distribuição de energia elétrica seja R$0,30.
Nesses termos, qual seria, aproximadamente, o custo
mensal em reais de uma lâmpada de 100W de potência
que fica ligada durante 6 horas por dia?
a) 3,6
b) 2,5
c) 1,8
d) 5,4
e) 1,5
14. Um aluno do Ensino Médio resolveu fazer um estudo
sobre o consumo de energia elétrica de sua casa. Ele
analisou três utensílios domésticos — o ferro de passar
roupa, a torneira elétrica e o chuveiro elétrico —,
anotando suas potências e o tempo de funcionamento
diário de cada um deles. Após 1 mês de observações, o
estudante montou a seguinte tabela:
Interessado em economizar energia elétrica, ele sugeriu
para sua família que suspendesse o uso da torneira
elétrica e diminuísse pela metade o tempo dos banhos
durante o mês seguinte. Dessa forma, quanto em energia
elétrica o estudante esperava que se economizasse em
sua casa nesse mês?
a) 6kWh
b) 7kWh
c) 36kWh
d) 360kWh
e) 210kWh
15. (FUVEST -2006) Pedro mantém uma dieta de 3 000
kcal diárias e toda essa energia é consumida por seu
organismo a cada dia. Assim, ao final de um mês (30
dias), seu organismo pode ser considerado como
equivalente a um aparelho elétrico que, nesse mês, tenha
consumido
a) 50 kW.h
b) 80 kW.h
c) 100 kW.h
d) 175 kW.h
e) 225 kW.h
Obs: 1 kW.h é a energia consumida em 1 hora por um
equipamento que desenvolve uma potência de 1 kW
1 cal = 4 J
Física
QUESTÕES DO ENEM
01. (ENEM-1999) Lâmpadas incandescentes são
normalmente projetadas para trabalhar com a tensão da
rede elétrica em que serão ligadas. Em 1997, contudo,
lâmpadas projetadas para funcionar com 127V foram
retiradas do mercado e, em seu lugar, colocaram-se
lâmpadas concebidas para uma tensão de 120V.
Segundo dados recentes, essa substituição representou
uma mudança significativa no consumo de energia
elétrica para cerca de 80 milhões de brasileiros que
residem nas regiões em que a tensão da rede é de 127V.
A tabela abaixo apresenta algumas características de
duas lâmpadas de 60W, projetadas respectivamente para
127V (antiga) e 120V (nova), quando ambas encontramse ligadas numa rede de 127V.
Acender uma lâmpada de 60W e 120V em um local onde
a tensão na tomada é de 127V, comparativamente a uma
lâmpada de 60W e 127V no mesmo local tem como
resultado:
a) mesma potência, maior intensidade de luz e maior
durabilidade.
b) mesma potência, maior intensidade de luz e menor
durabilidade.
c) maior potência, maior intensidade de luz e maior
durabilidade.
d) maior potência, maior intensidade de luz e menor
durabilidade.
e) menor potência, menor intensidade de luz e menor
durabilidade.
o
02. (ENEM-1999) O alumínio se funde a 666 C e é obtido
à custa de energia elétrica, por eletrólise – transformação
realizada a partir do óxido de alumínio a cerca de
1000oC.
A produção brasileira de alumínio, no ano de 1985, foi da
ordem de 550 000 toneladas, tendo sido consumidos
cerca de 20kWh de energia elétrica por quilograma do
metal. Nesse mesmo ano, estimou-se a produção de
resíduos sólidos urbanos brasileiros formados por metais
ferrosos e não-ferrosos em 3 700 t/dia, das quais 1,5%
estima-se corresponder ao alumínio.
([Dados adaptados de] FIGUEIREDO, P. J. M. A
sociedade do lixo: resíduos, a questão energética e a
crise ambiental. Piracicaba: UNIMEP, 1994)
Suponha que uma residência tenha objetos de alumínio
em uso cuja massa total seja de 10kg (panelas, janelas,
latas etc.). O consumo de energia elétrica mensal dessa
residência é de 100kWh. Sendo assim, na produção
desses objetos utilizou-se uma quantidade de energia
Atualizada 13/07/2009
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elétrica que poderia abastecer essa residência por um
período de
a)
b)
c)
d)
e)
1 mês.
2 meses.
3 meses.
4 meses.
5 meses.
03. (ENEM-2001) A distribuição média, por tipo de
equipamento, do consumo de energia elétrica nas
residências no Brasil é apresentada no gráfico.
Em associação com os dados do gráfico, considere as
variáveis:
I. Potência do equipamento.
II. Horas de funcionamento.
III. Número de equipamentos.
O valor das frações percentuais do consumo de energia
depende de
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) I e II, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I, II e III.
Física
05. (ENEM-2001) "...O Brasil tem potencial para produzir
pelo menos 15 mil megawatts por hora de energia a partir
de fontes alternativas.
Somente nos Estados da região Sul, o potencial de
geração de energia por intermédio das sobras agrícolas e
florestais é de 5.000 megawatts por hora.
Para se ter uma idéia do que isso representa, a usina
hidrelétrica de Ita, uma das maiores do país, na divisa
entre o Rio Grande do Sul e Santa Catarina, gera 1.450
megawatts de energia por hora."
Esse texto, transcrito de um jornal de grande circulação,
contém, pelo menos, UM ERRO CONCEITUAL ao
apresentar valores de produção e de potencial de
geração de energia. Esse erro consiste em
a) apresentar valores muito altos para a grandeza
energia.
b) usar unidade megawatt para expressar os valores de
potência.
c) usar unidades elétricas para biomassa.
d) fazer uso da unidade incorreta megawatt por hora.
e) apresentar valores numéricos incompatíveis com as
unidades.
06. (ENEM-2005) Podemos estimar o consumo de
energia elétrica de uma casa considerando as principais
fontes desse consumo. Pense na situação em que
apenas os aparelhos que constam da tabela a seguir
fossem utilizados diariamente da mesma forma.
Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de
uso diário de cada aparelho doméstico.
04. (ENEM-2001) A distribuição média, por tipo de
equipamento, do consumo de energia elétrica nas
residências no Brasil é apresentada no gráfico.
Como medida de economia, em uma residência com 4
moradores, o consumo mensal médio de energia elétrica
foi reduzido para 300kWh. Se essa residência obedece à
distribuição dada no gráfico, e se nela há um único
chuveiro de 5000W, pode-se concluir que o banho diário
de cada morador passou a ter uma duração
média, em minutos, de
a) 2,5.
b) 5,0.
c) 7,5.
d) 10,0.
e) 12,0.
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Atualizada 13/07/2009
Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de
1kWh é R$ 0,40, o consumo de energia elétrica mensal
dessa casa, é de aproximadamente
a) R$ 135.
b) R$ 165.
c) R$ 190.
d) R$ 210.
e) R$ 230.
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