ENEM 2009 · Ciências da Natureza · Física · energia
Questão 14 do ENEM 2009
Resposta: letra E. A eficiência geral de uma cadeia de conversão de energia é o produto das eficiências das etapas; pede-se qual proposta mais a aumenta.
A eficiência de um processo de conversão de energia é definida como a razão entre a produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no processo. A figura mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso, a eficiência geral será igual ao produto das eficiências das etapas individuais. A entrada de energia que não se transforma em trabalho útil é perdida sob formas não utilizáveis (como resíduos de calor).
HINRICHS, R. A. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado).
Aumentar a eficiência dos processos de conversão de energia implica economizar recursos e combustíveis. Das propostas seguintes, qual resultará em maior aumento da eficiência geral do processo?
- AAumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força.
- BUtilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade.
- CManter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas moradias.
- DUtilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de economizar o material condutor.
- EUtilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias.Resposta correta
Como resolver a questão 14 passo a passo?
O conceito que resolve
Se a eficiência geral é E₁ × E₂ × E₃, ela só aumenta quando se melhora alguma etapa. O maior ganho vem de aumentar uma etapa de baixa eficiência, e não de mexer em quantidade de combustível ou de aparelhos.
Como chegar na resposta
- Pela figura, usina E₁ = 0,35, linhas de transmissão E₂ = 0,90 e luz E₃ = 0,05, com eficiência geral 0,35 × 0,90 × 0,05 ≈ 0,016.
- Aumentar a quantidade de combustível ou reduzir aparelhos não muda a razão entre energia útil e energia de entrada.
- Melhorar etapas muda a eficiência: condutores melhores elevam E₂ e lâmpadas mais eficientes (fluorescentes) elevam E₃, a etapa mais baixa; juntas dão o maior aumento.
Por que cada alternativa
- AMais combustível aumenta a energia de entrada, mas não a eficiência (que é uma razão).
- BLâmpadas incandescentes são justamente as de baixa eficiência luminosa; escolher por 'pouco calor' é inverter a situação.
- CReduzir o número de aparelhos economiza energia total, mas não altera a eficiência de cada etapa de conversão.
- DCabos mais finos têm maior resistência e dissipam mais calor: a eficiência da transmissão diminui.
- ECorreta: melhores condutores diminuem perdas na transmissão (E₂ maior) e lâmpadas fluorescentes elevam E₃, etapa de eficiência baixíssima.
Onde essa questão derruba a maioria
A alternativa A parece lógica (mais combustível, mais energia), mas eficiência é uma razão: aumentar a entrada não a melhora.
O que estudar se você errou
Revise rendimento de máquinas e conversões de energia, e eficiência em etapas sucessivas (produto das eficiências).
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