Einstein 2016 (Inverno) — questão 6 de Física

Enunciado em texto
Quando necessário, adote: Módulo da aceleração da gravidade (g) = 10m.s; Índice de refração do ar () = 1,0; Pi (π) = 3,0; 1 nanômetro (1nm) = 1.10m; 1microtesla (1μT) = 1.10T; 1 quilovolt (1kV) = 1.10V; velocidade da luz no ar ( c ) = 300.000km/s
O Forno de Bier, um dos dispositivos mais antigos da termoterapia utilizados pela fisioterapia, é assim denominado em homenagem ao seu inventor Dr. August Bier. É um compartimento que se coloca por sobre a região a ser tratada, dentro do qual é gerado calor a partir de resistências elétricas. Consiste em uma peça confeccionada com flandre e madeira, em forma de semicilindro, aberto nas duas extremidades. Quando o paciente é introduzido no seu interior, cobre-se o equipamento com um cobertor de flanela, para que haja um mínimo de perda de calor do forno para o meio externo, através das aberturas existentes em suas extremidades. Uma faixa de aplicação confiável fica em torno de 45 a 60°C. Para que o efeito terapêutico seja atingido nos tecidos, é importante que o tempo de aplicação fique em torno de 20 a 30 minutos.
Se em uma clínica de fisioterapia são realizadas 10 aplicações diárias, de 30 minutos cada uma, com o forno de Bier especificado ao lado em sua potência máxima, qual o custo mensal, em reais, para essa clínica, devido ao uso desse aparelho, considerando-se 21 dias úteis e o custo do kWh de R$ 0,20?
http://ucbweb.castelobranco.br/webcaf/arquivos/12851/4899/apostila_fisioterapia_geral.pdf. Acessado em: 27/03/2016 [Adaptado]
[Foto: paciente deitado de bruços numa maca, com o tronco coberto por um forno de Bier, um semicilindro metálico prateado com bordas douradas, aberto nas extremidades.]
DETALHES DO PRODUTO
FORNO DE BIER SANTA LUZIA
- calor superficial que pode ser aplicado para tronco e membros, para lombalgias, relaxamento muscular e preparação para cinesioterapia
- estrutura confeccionada em madeira revestida em material cerâmico composto por fibras de aramida e lã de rocha e borracha NBR isolante
- externamente é revestido com chapa de alumínio
- resistências internas de níquel cromo de alta durabilidade, protegidas com isolante térmico cerâmico
- termostato para regulagem de temperatura
- desligamento automático
- potência máxima: 1500 W
- dimensões: 57 x 65 x 41
- 3 meses de garantia
http://www.cirurgicazonasul.com.br/forno-de-bier-com-termostato/ Acessado em: 27/03/2016
(A) 31,50
(B) 63,00
(C) 157,50
(D) 1.500,00
(Enunciado e figura: Vestibular Einstein 2016 (Inverno) — Einstein/PUC-SP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein e à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto a clínica gasta por mês com a energia elétrica do forno, ligado na potência máxima (1 500 W) em 10 sessões de 30 min por dia, durante 21 dias.
Passo 1 — o tempo total de uso no mês. Cada sessão dura 30 min, ou seja, 0,5 h. Por dia são 10 sessões e, no mês, 21 dias úteis:
Passo 2 — a energia consumida. Energia é potência vezes tempo. Como a tarifa é por kWh, já usamos a potência em kW (1 500 W = 1,5 kW) e o tempo em horas:
Passo 3 — o custo. Cada kWh custa R$ 0,20:
Conferindo por dia: por dia o forno fica ligado 5 h e gasta kWh, ou seja, R$ 1,50 por dia. Em 21 dias: reais. Confere.
⚠️ A armadilha: contar cada sessão como 1 h (esquecer que 30 min é meia hora): o consumo dobra e o custo vira R$ 63,00, a alternativa B. Outro tropeço é parar na energia e marcar 157,50, a alternativa C: isso é o consumo em kWh, não o custo em reais. A faixa de 45 a 60 °C e as dimensões do aparelho não entram na conta.
A ideia em uma frase: conta de luz: energia (kWh) = potência (kW) × tempo (h), e o custo é essa energia vezes o preço do kWh.
Resposta: alternativa A (R$ 31,50).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.