ENEM 2016 (2ª aplicação) — questão 89 de Física

Gabarito APotência elétrica — comparação de consumo entre LED e incandescente1º dia · 2ª aplicação · Caderno 1 (Azul)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 89 de Física do ENEM 2016 (2ª aplicação)

Enunciado em texto

Uma lâmpada LED (diodo emissor de luz), que funciona com 12 V e corrente contínua de 0,45 A, produz a mesma quantidade de luz que uma lâmpada incandescente de 60 W de potência.

Qual é o valor da redução da potência consumida ao se substituir a lâmpada incandescente pela de LED?

a) 54,6 W

b) 27,0 W

c) 26,6 W

d) 5,4 W

e) 5,0 W

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.

Resolução comentada

A questão pede a REDUÇÃO, que é uma subtração. Só falta calcular a potência do LED.

Etapa 1 — a potência do LED, pela definição:

P=U i=12×0,45=5,4 WP = U\,i = 12 \times 0{,}45 = \mathbf{5{,}4\ W}

Etapa 2 — a redução, comparada com a incandescente de 60 W:

ΔP=60−5,4=54,6 W\Delta P = 60 - 5{,}4 = \mathbf{54{,}6\ W}

Alternativa A.

⚠️ A alternativa D (5,4 W) é a armadilha limpa da questão: ela é a potência do LED, não a redução. Quem calcula certo e para na primeira etapa marca D. A palavra "redução" é o enunciado inteiro.

O que a comparação significa, e é o motivo de a questão existir:

5,460=0,09  ⟹  o LED consome 9% do que a incandescente consome\frac{5{,}4}{60} = 0{,}09 \;\Longrightarrow\; \text{o LED consome } \mathbf{9\%} \text{ do que a incandescente consome}

Para a MESMA quantidade de luz — é o enunciado que garante isso. Ou seja: 91% da energia da lâmpada incandescente não vira luz. Ela vira calor, e é por isso que uma lâmpada incandescente queima a mão e um LED, não.

Por que a incandescente é tão ruim, fisicamente. Ela ilumina aquecendo um filamento de tungstênio a ~2 700 K até ele brilhar. Um corpo a essa temperatura emite quase toda a sua radiação no infravermelho, invisível — o visível é uma fatia estreita da cauda do espectro. Ela é, antes de tudo, um aquecedor que por acaso brilha. O LED, ao contrário, produz fótons diretamente na transição de uma junção semicondutora, numa faixa estreita de energia — sem passar por calor.

A conferência com a conta de luz. Trocando dez lâmpadas de 60 W por LEDs equivalentes, ligadas 5 h por dia:

10×54,6 W×5 h×30 dias=81 900 Wh≈82 kWh/me^s10 \times 54{,}6\ \text{W} \times 5\ \text{h} \times 30\ \text{dias} = 81\,900\ \text{Wh} \approx \mathbf{82\ kWh/mês}

É a diferença entre a conta de uma casa pequena e a de uma casa média — e sai só das lâmpadas.

Por que as outras caem: B (27,0 W) e C (26,6 W) saem de dividir 60 por 2 ou de usar uma potência de LED inventada; D (5,4 W) é a potência do LED, não a redução; E (5,0 W) é a D arredondada.

A ideia em uma frase: P=UiP = Ui dá a potência do LED; a pergunta é a diferença — e ela mostra que a incandescente joga fora nove décimos da energia em calor.

Resposta: alternativa A.

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.

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