FACISB 2020 — questão 66 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: quanta gasolina é queimada em 1 hora para a máquina dar 7 MW úteis.

Passo 1 — a potência fornecida pela queima. Rendimento é útil sobre fornecido. Com 20%:

$$P_{\text{forn}} = \frac{P_{\text{útil}}}{\eta} = \frac{7\ \text{MW}}{0{,}20} = 35\ \text{MW}$$

Passo 2 — a energia em uma hora. Uma hora tem 3 600 s:

$$Q = 35 \times 10^{6} \times 3\,600$$

$$Q = 1{,}26 \times 10^{11}\ \text{J}$$

Passo 3 — a massa de gasolina. Cada grama libera $4 \times 10^4$ J:

$$m = \frac{1{,}26 \times 10^{11}}{4 \times 10^{4}} = 3{,}15 \times 10^{6}\ \text{g}$$

$$m = 3\,150\ \text{kg}$$

⚠️ A armadilha: calcular a gasolina só para a energia útil (7 MW): sai 630 kg, que nem está nas opções. Ou multiplicar por 0,20 em vez de dividir. É preciso queimar mais energia do que a máquina entrega, porque 80% vai embora como calor não utilizado.

A ideia em uma frase: com rendimento de 20%, o combustível precisa fornecer cinco vezes a energia útil.

Resposta: alternativa D (3 150 kg).