ENEM 2016 PPL — questão 55 de Física

Resolução comentada

A questão tem duas etapas, e a segunda é a que separa quem lê com atenção: primeiro quanta energia o televisor consumiu, depois quanta a usina teve de produzir para entregar essa quantidade.

Etapa 1 — a energia consumida em stand-by. Da tabela, a potência em repouso é 1 W (os 45 W são o consumo com a TV ligada, e não entram).

$$\Delta t = 30\ \text{dias} = 30 \times 24 \times 3\,600 = 2\,592\,000\ \text{s}$$

$$E_{\text{consumida}} = P\,\Delta t = 1 \times 2\,592\,000 = 2\,592\,000\ \text{J} = 2{,}59\ \text{MJ}$$

Etapa 2 — a energia produzida na usina. A eficiência de 30% significa que de cada 100 J gerados só 30 J chegam à tomada:

$$\eta = \frac{E_{\text{consumida}}}{E_{\text{produzida}}} \;\Longrightarrow\; E_{\text{produzida}} = \frac{2{,}59}{0{,}30} = \mathbf{8{,}64\ \text{MJ}}$$

⚠️ A armadilha é a alternativa A. Ela vale exatamente 2,59 MJ — a energia consumida, que é o resultado da primeira etapa. Quem para no meio do caminho encontra um número que está na lista e marca com confiança. A pergunta diz "produzida na usina", não "consumida pelo televisor".

E a divisão tem de ser divisão, não multiplicação. Produzir sempre é mais do que consumir quando há perdas — então o resultado tem de ser maior que 2,59 MJ. Multiplicar por 0,30 daria 0,78 MJ, um valor menor, que é fisicamente impossível e nem aparece nas alternativas. Quando o sentido da conta é duvidoso, pergunte se o resultado deveria crescer ou diminuir.

As outras alternativas mapeiam erros de tempo: B (6,05 MJ) vem de usar 21 dias; D (117 MJ) e E (377 MJ) vêm de usar a potência de 45 W em vez de 1 W (com e sem a correção de eficiência: $45 \times 2\,592\,000 = 117$ MJ; $117/0{,}30 = 389$ MJ).

Para dar sentido ao número: 8,64 MJ é cerca de 2,4 kWh por mês, por aparelho, só para manter a luzinha vermelha acesa. Numa casa com dez aparelhos em stand-by, são ~24 kWh/mês — o consumo de uma geladeira pequena. É por isso que "desligar da tomada" não é frescura.

A ideia em uma frase: 1 W durante 30 dias dá 2,59 MJ na tomada; para entregar isso com 30% de eficiência, a usina precisou gerar 8,64 MJ.

Resposta: alternativa C.