UNESP 2020 (2ª fase) — questão 21 de Física
Enunciado em texto
O Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) tem o objetivo de orientar o consumidor quanto ao consumo e à eficiência energética dos principais eletrodomésticos nacionais. A figura 1 ilustra a etiqueta de um chuveiro elétrico, apresentando a tensão nominal de funcionamento e as potências nominal e econômica (potência máxima e mínima do chuveiro). Em um banheiro, foram instalados esse chuveiro (C) e duas lâmpadas idênticas (L), de valores nominais (110 V – 60 W) cada, conforme a figura 2.
(Figura 1: etiqueta “Energia (Elétrica) — Chuveiro”. Marca: Abcdefg; Modelo: Água quente; Tensão nominal: 220 V; Potência nominal: 6 000 W; Potência econômica: 2 200 W. Ao lado: “EFICIÊNCIA ENERGÉTICA SUPERIOR A XX %”. Abaixo, “Classe de Potência” em barras: A = 2 400 W, B = 3 500 W, C = 4 600 W, D = 5 700 W, E = 6 800 W, F = 7 900 W, com a seta preta indicando a classe E.)
(Figura 2: planta do banheiro com três fios chegando: “+ 110 V”, “neutro” e “– 110 V”. Uma lâmpada L está ligada entre o fio de + 110 V e o neutro, e a outra entre o neutro e o fio de – 110 V; o chuveiro C está ligado entre o fio de + 110 V e o de – 110 V.)
a) Calcule a intensidade da corrente elétrica, em ampères, que atravessa o chuveiro e determine a resistência elétrica, em Ω, desse chuveiro quando ele opera com sua potência econômica.
b) Considere que as duas lâmpadas desse banheiro fiquem acesas simultaneamente por 30 minutos e que, nesse intervalo de tempo, o chuveiro permaneça ligado por 20 minutos, operando com sua potência nominal. Admitindo que 1 kWh de energia elétrica custe R$ 0,50, calcule o gasto, em reais, gerado nos 30 minutos desse banho, devido ao funcionamento do chuveiro e das lâmpadas.
(Enunciado e figura: Vestibular Unesp 2020, 2ª fase — Unesp/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual Paulista (Unesp) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: (a) a corrente e a resistência do chuveiro na potência econômica (2 200 W); (b) quanto custa o banho, com o chuveiro na potência nominal (6 000 W) por 20 min e as lâmpadas por 30 min.
Item (a) — a tensão do chuveiro. Pela etiqueta, e também pela figura 2, o chuveiro está ligado entre + 110 V e – 110 V: a ddp nele é 220 V.
Item (b) — a energia do chuveiro. 20 min é 1/3 de hora:
Item (b) — a energia das lâmpadas. Duas lâmpadas de 60 W durante meia hora:
Item (b) — o custo.
Ou seja, R$ 1,03.
Conferindo: pela outra fórmula, Ω. Repare também como o chuveiro domina a conta: as lâmpadas respondem por só 3 centavos.
⚠️ A armadilha: usar 110 V para o chuveiro só porque as lâmpadas são de 110 V: dá A e Ω, errado. No item (b), deixar o chuveiro ligado os 30 minutos inteiros leva a 3,06 kWh e R$ 1,53; e usar a potência econômica no lugar da nominal também desvia a resposta.
A ideia em uma frase: com a tensão certa (220 V), P = Ui dá a corrente e U = Ri dá a resistência; a conta de luz é potência em kW vezes tempo em horas vezes o preço do kWh.
Resposta: (a) A e Ω; (b) 2,06 kWh, gasto de R$ 1,03.
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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