FUVEST 2009 — questão 86 de Física

Gabarito EEnergia — comparação de consumos (kWh e calor de combustão)1ª fase · Caderno V

Enunciado da questão 86 de Física do FUVEST 2009 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Observação: Nas questões em que for necessário, adote para g, aceleração da gravidade na superfície da Terra, o valor de $10\ \text{m/s}^2$ ; para a massa específica (densidade) da água, o valor de $1000\ \text{kg/m}^3 = 1\ \text{g/cm}^3$ ; para o calor específico da água, o valor de $1{,}0\ \text{cal/(g °C)}$ ; para uma caloria, o valor de 4 joules.

O que consome mais energia ao longo de um mês, uma residência ou um carro? Suponha que o consumo mensal de energia elétrica residencial de uma família, $\mathbf{E_R}$ , seja 300 kWh (300 quilowatts·hora) e que, nesse período, o carro da família tenha consumido uma energia $\mathbf{E_C}$ , fornecida por 180 litros de gasolina. Assim, a razão $\mathbf{E_C/E_R}$ será, aproximadamente,

a) 1/6

b) 1/2

c) 1

d) 3

e) 5

Quadro: Calor de combustão da gasolina ≅ 30 000 kJ/litro; 1 kJ = 1 000 J

(Enunciado: Vestibular FUVEST 2009, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)

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

Resolução comentada

O que a questão pede: quantas vezes a energia gasta pelo carro no mês é maior (ou menor) que a da casa.

Passo 1 — a energia do carro. Cada litro de gasolina libera $30\,000$ kJ $= 3 \times 10^7$ J:

$E_C = 180 \times 3 \times 10^{7}$

$E_C = 5{,}4 \times 10^{9}\ \text{J}$

Passo 2 — a energia da casa em joules. 1 kWh é a energia de 1 000 W durante 3 600 s:

$1\ \text{kWh} = 3{,}6 \times 10^{6}\ \text{J}$

$E_R = 300 \times 3{,}6 \times 10^{6}$

$E_R = 1{,}08 \times 10^{9}\ \text{J}$

Passo 3 — a razão:

$\frac{E_C}{E_R} = \frac{5{,}4 \times 10^{9}}{1{,}08 \times 10^{9}} = 5$

Conferindo pelo outro lado: passar o carro para kWh: $5{,}4 \times 10^9 / 3{,}6 \times 10^6 = 1\,500$ kWh, e 1 500/300 = 5.

⚠️ A armadilha: comparar unidades diferentes sem converter. O kWh não é kJ: 1 kWh vale 3 600 kJ. Tratar 300 kWh como 300 kJ dá uma razão enorme, que nem aparece nas alternativas.

A ideia em uma frase: para comparar energias, ponha tudo em joules: 1 kWh = 3,6 milhões de joules.

Resposta: alternativa E (5).

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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