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As lâmpadas fluorescentes iluminam muito mais do que as lâmpadas incandescentes de mesma potência. Nas lâmpadas fluorescentes compactas, a eficiência luminosa, medida em lumens por watt (lm/W), é da ordem de 60 lm/W e, nas lâmpadas incandescentes, da ordem de 15 lm/W. Em uma residência, 10 lâmpadas incandescentes de 100 W são substituídas por fluorescentes compactas que fornecem iluminação equivalente (mesma quantidade de lumens).
A economia mensal na conta de energia elétrica dessa residência será de, aproximadamente:
a) R$12,00.
b) R$20,00.
c) R$27,00.
d) R$36,00.
e) R$144,00.
f) não sei.
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LF4D2 Tensão elétrica e Potência elétrica
7 pág.

LF4D2 Tensão elétrica e Potência elétrica

ESTÁCIO

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Para calcular a economia mensal na conta de energia elétrica ao substituir as lâmpadas incandescentes por fluorescentes, vamos seguir os seguintes passos: 1. Calcular o consumo mensal das lâmpadas incandescentes: - Cada lâmpada incandescente consome 100 W. - Para 10 lâmpadas: \( 10 \times 100 \, \text{W} = 1000 \, \text{W} = 1 \, \text{kW} \). - Se considerarmos que as lâmpadas ficam acesas por 5 horas por dia, o consumo diário é: \[ 1 \, \text{kW} \times 5 \, \text{h} = 5 \, \text{kWh/dia} \] - Em um mês (30 dias): \[ 5 \, \text{kWh/dia} \times 30 \, \text{dias} = 150 \, \text{kWh/mês} \] 2. Calcular o consumo mensal das lâmpadas fluorescentes: - A eficiência luminosa das lâmpadas fluorescentes é de 60 lm/W. Para fornecer a mesma quantidade de luz que 10 lâmpadas incandescentes, precisamos de lâmpadas fluorescentes que consumam menos energia. - Se 10 lâmpadas incandescentes de 100 W fornecem 1500 lumens (100 W x 15 lm/W), precisamos de lâmpadas fluorescentes que forneçam a mesma quantidade de lumens. - Para obter 1500 lumens com lâmpadas fluorescentes de 60 lm/W, precisamos de: \[ \frac{1500 \, \text{lumens}}{60 \, \text{lm/W}} = 25 \, \text{W} \] - Portanto, 10 lâmpadas fluorescentes de 25 W: \[ 10 \times 25 \, \text{W} = 250 \, \text{W} = 0,25 \, \text{kW} \] - O consumo diário é: \[ 0,25 \, \text{kW} \times 5 \, \text{h} = 1,25 \, \text{kWh/dia} \] - Em um mês (30 dias): \[ 1,25 \, \text{kWh/dia} \times 30 \, \text{dias} = 37,5 \, \text{kWh/mês} \] 3. Calcular a economia mensal: - Consumo das lâmpadas incandescentes: 150 kWh/mês - Consumo das lâmpadas fluorescentes: 37,5 kWh/mês - Economia: \[ 150 \, \text{kWh} - 37,5 \, \text{kWh} = 112,5 \, \text{kWh/mês} \] 4. Calcular o custo da economia: - Supondo que o custo da energia elétrica seja de R$0,20 por kWh: \[ 112,5 \, \text{kWh} \times R\$0,20/\text{kWh} = R\$22,50 \] Portanto, a economia mensal na conta de energia elétrica será de aproximadamente R$20,00. A alternativa correta é: b) R$20,00.

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Para iluminar sua barraca, um grupo de campistas liga uma lâmpada a uma bateria de automóvel. A lâmpada consome uma potência de 6 W quando opera sob uma tensão de 12 V. A bateria traz as seguintes especificações: 12 V, 45 A h, sendo o último valor a carga máxima que a bateria é capaz de armazenar. Supondo-se que a bateria seja ideal e que esteja com a metade da carga máxima, e admitindo-se que a corrente fornecida por ela se mantenha constante até a carga se esgotar por completo.
Quantas horas a lâmpada poderá permanecer funcionando continuamente?
a) 90 h.
b) 60 h.
c) 45 h.
d) 22 h 30 min.
e) 11 h 15 min.
f) não sei.

Um fio de fusível tem massa de 10,0 g e calor latente de fusão igual a 2,5 104 J/kg. Numa sobrecarga, o fusível fica submetido a uma diferença de potencial de 5,0 volts e a uma corrente elétrica de 20 ampères durante um intervalo de tempo Δt.
O intervalo de tempo Δt, em segundos, seria:
a) 2,5 10-2.
b) 1,5 10-1.
c) 2,5.
d) 3,0.
e) 4,0 10.
f) não sei.

No medidor de energia elétrica usado na medição do consumo de residências, há um disco, visível externamente, que pode girar. Cada rotação completa do disco corresponde a um consumo de energia elétrica de 3,6 watt-hora. Mantendo-se, em uma residência, apenas um equipamento ligado, observa-se que o disco executa uma volta a cada 40 segundos.
Nesse caso, a potência 'consumida' por esse equipamento é de, aproximadamente:
a) 36 W.
b) 90 W.
c) 144 W.
d) 324 W.
e) 1.000 W
f) não sei.

Usando todo o calor produzido pela combustão direta de gasolina, é possível, com 1,0 litro de tal produto, aquecer 200 litros de água de 10 ºC a 45 ºC. Esse mesmo aquecimento pode ser obtido por um gerador de eletricidade, que consome 1,0 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo.
Nessas condições, o aquecimento da água obtido através do gerador, quando comparado ao obtido diretamente a partir da combustão, consome uma quantidade de gasolina, aproximadamente:
a) 7 vezes menor.
b) 4 vezes menor.
c) igual.
d) 4 vezes maior.
e) 7 vezes maior.
f) não sei.

Um certo tipo de lâmpada incandescente comum, de potência nominal 170 W e tensão nominal 130 V, apresenta a relação da corrente (I), em função da tensão (V), indicada no gráfico a seguir. Suponha que duas lâmpadas (A e B), desse mesmo tipo, foram utilizadas, cada uma, durante 1 hora.
Ao final desse tempo, a diferença entre o consumo de energia elétrica das duas lâmpadas, em watt hora (Wh), foi aproximadamente de:
a) 0 Wh.
b) 10 Wh.
c) 40 Wh.
d) 50 Wh.
e) 70 Wh.
f) não sei.

Um estudante do ITA foi a uma loja comprar uma lâmpada para o seu apartamento. A tensão da rede elétrica do alojamento dos estudantes do ITA é 127 V, mas a tensão da cidade de São José dos Campos é de 220 V. Ele queria uma lâmpada de 25 W de potência que funcionasse em 127 V, mas a loja tinha somente lâmpadas de 220 V.
Se pudermos ignorar a variação da resistência do filamento da lâmpada com a temperatura, podemos afirmar que:
a) o estudante passou a ter uma dissipação de calor no filamento da lâmpada acima da qual ele pretendia (mais de 25 W).
b) a potência dissipada na lâmpada passou a ser menor que 25 W.
c) a lâmpada não acendeu em 127 V.
d) a lâmpada, tão logo foi ligada, 'queimou'.
e) a lâmpada funcionou em 127 V perfeitamente, dando a potência nominal de 100 W.
f) não sei.

Considere as seguintes afirmacoes sobre a condução elétrica num condutor homogêneo e isotrópico:
Das afirmativas mencionadas:
I) Energia potencial elétrica é transformada em calor ao conectar-se o condutor aos terminais de uma bateria.
II) Energia potencial elétrica é transformada em energia radiante ao conectar-se o condutor aos terminais de uma bateria.
III) A resistividade elétrica é uma propriedade intensiva da substância que compõe o condutor, isto é, não depende da geometria do condutor.
IV) A resistência de um condutor depende da sua geometria.
a) Apenas I é falsa.
b) Apenas II é falsa.
c) Apenas III é falsa.
d) Apenas IV é falsa.
e) São todas corretas.
f) não sei.

A casa de um certo professor de Física do ITA, em São José dos Campos, têm dois chuveiros elétricos que consomem 4,5 kW cada um. Ele quer trocar o disjuntor geral da caixa de força por um que permita o funcionamento dos dois chuveiros simultaneamente com um aquecedor elétrico (1,2 kW), um ferro elétrico (1,1 kW) e 7 lâmpadas comuns (incandescentes) de 100 W.
Considerando que a tensão da cidade seja de 220 V, o disjuntor de menor corrente máxima que permitirá o consumo desejado é então de:
a) 30 A
b) 40 A
c) 50 A
d) 60 A
e) 80 A
f) não sei.

Mediante chave seletora, um chuveiro elétrico tem a sua resistência graduada para dissipar 4,0 kW no inverno, 3,0 kW no outono, 2,0 kW na primavera e 1,0 kW no verão. Numa manhã de inverno, com temperatura ambiente de 10 ºC, foram usados 10,0 de água desse chuveiro para preencher os 16% do volume faltante do aquário de peixes ornamentais, de modo a elevar sua temperatura de 23 ºC para 28 ºC.
Sabe-se que 20% da energia é perdida no aquecimento do ar, a densidade da água é ρ = 1,0 g/cm3 e calor específico da água é 4,18 J/gK. Considerando que a água do chuveiro foi colhida em 10 minutos, em que posição se encontrava a chave seletora?
a) Verão.
b) Outono.
c) Inverno.
d) Primavera.
e) não sei.

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