Exercícios — Transformação de energia

# Exercícios [Sequence 6] Ao longo deste capítulo, vocês investigaram como a energia elétrica se transforma em diferentes formas nos equipamentos residenciais e por que essa energia nunca desaparece — apenas muda de forma. Os exercícios a seguir retomam todos os conceitos estudados: a identificação dos tipos de energia, as transformações que cada aparelho realiza, o Princípio da Conservação de Energia e a classificação de equipamentos domésticos. --- **1.** A tabela abaixo apresenta dados sobre o consumo médio mensal de alguns equipamentos elétricos residenciais comuns no Brasil, segundo o Procel/Eletrobras (Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica, 2022). | Equipamento | Potência (W) | Uso médio diário (h) | Consumo mensal estimado (kWh) | |---|---|---|---| | Chuveiro elétrico | 5.500 | 0,5 | 82,5 | | Geladeira | 350 | 8 | 84,0 | | Ferro de passar | 1.000 | 0,5 | 15,0 | | Lâmpada LED | 10 | 6 | 1,8 | | Ventilador | 60 | 4 | 7,2 | Considerando o tipo principal de transformação de energia elétrica realizada por cada equipamento, verifica-se que o chuveiro elétrico e o ferro de passar pertencem ao mesmo grupo porque A) ambos transformam energia elétrica em energia mecânica, utilizada para mover partes internas. B) ambos transformam energia elétrica em energia luminosa, gerando luz visível como produto principal. C) ambos transformam energia elétrica em energia térmica, sendo o aquecimento o objetivo principal de cada aparelho. D) ambos transformam energia elétrica em energia sonora, produzindo vibrações perceptíveis ao usuário. [I1] --- **2.** Observe o diagrama abaixo, que representa as transformações de energia que ocorrem dentro de um rádio ligado à tomada. **Images:** - [PLOT] Diagrama de fluxo de energia de um rádio: seta de entrada rotulada "Energia elétrica" apontando para uma caixa central com ícone de rádio; da caixa saem duas setas — uma seta larga principal rotulada "Energia sonora" apontando para o símbolo de alto-falante vibrando, e uma seta estreita secundária rotulada "Energia térmica" apontando para ondas de calor. Estilo técnico-educacional, fundo branco, texto em português brasileiro. | diagrama-radio-energia.png | 4:3 Com base no diagrama e nos princípios estudados, explique por que a energia elétrica que entra no rádio não "desaparece" mesmo que parte dela não se transforme em som. Inclua em sua resposta o nome do princípio envolvido e o destino de toda a energia que entra no aparelho. *[P2]* --- **3.** Uma pesquisadora analisa o funcionamento de quatro aparelhos elétricos residenciais e registra, para cada um, qual é a transformação de energia principal realizada. Seu registro parcial é reproduzido abaixo. > "O ventilador de teto transforma energia elétrica em energia ___. A televisão, por sua vez, transforma energia elétrica simultaneamente em energia luminosa e em energia ___. A lâmpada incandescente transforma energia elétrica principalmente em energia ___, embora produza também uma quantidade significativa de energia ___. O chuveiro elétrico, por fim, transforma energia elétrica em energia ___." Identifica-se que a pesquisadora preenche corretamente todas as lacunas com A) mecânica; sonora; luminosa; térmica; térmica. B) sonora; mecânica; térmica; luminosa; mecânica. C) mecânica; sonora; térmica; luminosa; mecânica. D) luminosa; sonora; mecânica; térmica; sonora. [I2] --- **4.** A conta de energia elétrica de uma residência brasileira traz o consumo em quilowatt-hora (kWh). Uma família observou que seu chuveiro elétrico de 5.500 W representa quase metade do consumo mensal da casa. Preocupada com o gasto, a família considerou duas estratégias: **Estratégia 1:** Reduzir o tempo de banho de 15 minutos para 8 minutos por pessoa. **Estratégia 2:** Substituir o chuveiro por um modelo de menor potência (3.200 W), mantendo o tempo de banho em 15 minutos. Com base nos conceitos de transformação e conservação de energia estudados, analise as duas estratégias e explique qual delas resulta em menor consumo de energia elétrica pelo chuveiro. Justifique sua resposta indicando o tipo de transformação energética que o chuveiro realiza e por que reduzir o consumo elétrico significa, nesse caso, produzir menos energia de outro tipo. *[P3]* --- **5.** O gráfico abaixo, elaborado com dados do Procel (Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica), representa a distribuição percentual do consumo de energia elétrica nos domicílios brasileiros por tipo de equipamento. **Images:** - [PLOT] Gráfico de barras horizontais mostrando participação percentual no consumo elétrico residencial brasileiro. Barras em ordem decrescente: Condicionador de ar 24%, Chuveiro elétrico 22%, Geladeira 21%, Iluminação 11%, Televisão 8%, Ferro de passar 4%, Outros 10%. Fonte indicada: Procel/Eletrobras, 2022. Eixo X: "Participação no consumo (%)", eixo Y: lista de equipamentos. Fundo branco, cores neutras, texto em português brasileiro. | grafico-procel-consumo.png | 16:9 Considerando o tipo de transformação de energia realizada por cada equipamento listado no gráfico, verifica-se que os três equipamentos com maior consumo são responsáveis, juntos, por 67% do total. Com base nisso, conclui-se que A) os três equipamentos de maior consumo transformam energia elétrica em energia mecânica, pois todos possuem compressores ou motores internos. B) dois dos três equipamentos de maior consumo transformam energia elétrica em energia térmica, enquanto o terceiro transforma principalmente em energia mecânica (compressor). C) os três equipamentos de maior consumo transformam energia elétrica em energia luminosa, pois a iluminação representa o maior gasto doméstico. D) o equipamento de maior consumo transforma energia elétrica em energia sonora, enquanto os demais transformam em energia térmica. [I3] --- **6.** A imagem abaixo mostra o interior simplificado de um liquidificador em funcionamento. **Images:** - [PLOT] Diagrama esquemático de liquidificador em corte mostrando: fiação conectada à tomada com rótulo "energia elétrica entra" → motor elétrico no interior com seta rotulada "energia mecânica" apontando para eixo e lâminas em rotação + seta secundária rotulada "energia térmica" saindo do motor indicando dissipação de calor. Estilo técnico-didático, fundo branco, legenda em português brasileiro, sem texto manuscrito. | diagrama-liquidificador.png | 4:3 Com base na imagem e nos conceitos estudados, qual é a transformação de energia principal que ocorre no liquidificador e qual é a transformação secundária? Explique por que a transformação secundária não representa uma "perda" de energia no sentido de destruição. *[P4]* --- **7.** Uma estudante do 8º ano afirma: *"Quando ligo o ferro de passar roupa, ele transforma energia elétrica em energia mecânica, porque o ferro se move sobre as roupas enquanto passo."* A afirmação da estudante está incorreta porque A) o ferro de passar não realiza nenhuma transformação de energia elétrica; ele apenas transfere calor de uma fonte externa para as roupas. B) o movimento do ferro sobre as roupas é feito pelo usuário, não pelo aparelho; a transformação realizada pelo ferro é de energia elétrica em energia térmica, que aquece a base metálica. C) o ferro de passar transforma energia elétrica em energia luminosa, visível pelo indicador luminoso que sinaliza quando o aparelho está quente. D) o ferro de passar transforma energia elétrica em energia sonora, produzida pelo vapor que sai pelos orifícios da base durante o uso. [I4] --- **8.** Leia o trecho adaptado de uma cartilha de eficiência energética publicada pelo Ministério de Minas e Energia do Brasil: > "Uma lâmpada incandescente de 60 W transforma apenas cerca de 5% da energia elétrica que consome em luz visível. Os outros 95% se transformam em calor. Já uma lâmpada LED de mesma luminosidade consome apenas 9 W e transforma cerca de 30% da energia em luz." Com base no trecho e nos princípios estudados, analise: ao substituir uma lâmpada incandescente de 60 W por uma LED de 9 W com mesma luminosidade, a energia elétrica que não se transforma em luz — tanto na lâmpada incandescente quanto na LED — tem que destino? O Princípio da Conservação de Energia é respeitado nos dois casos? Justifique sua resposta. *[P5]* --- **9.** O diagrama abaixo representa as transformações de energia que ocorrem em uma televisão LED ligada. **Images:** - [PLOT] Diagrama de fluxo de energia de uma televisão: seta de entrada "energia elétrica" apontando para caixa central com ícone de TV; três setas saindo da caixa: seta larga rotulada "energia luminosa (tela)", seta média rotulada "energia sonora (alto-falantes)" e seta estreita rotulada "energia térmica (dissipação)". Estilo técnico-educacional, fundo branco, texto em português brasileiro. | diagrama-tv-energia.png | 4:3 Com base no diagrama, a televisão se diferencia do rádio e da lâmpada porque A) transforma energia elétrica em apenas um tipo de energia, ao contrário do rádio e da lâmpada, que realizam múltiplas transformações. B) transforma energia elétrica simultaneamente em energia luminosa e em energia sonora como produtos principais, além de dissipar energia térmica como subproduto. C) transforma energia elétrica exclusivamente em energia mecânica, movendo os pixels da tela para formar imagens visíveis ao telespectador. D) não realiza transformação de energia, pois apenas reproduz sinais que já chegam prontos da antena ou do cabo de internet. [I5] --- **10.** Em uma escola pública de Belém do Pará, a professora de ciências propôs uma atividade: os estudantes deveriam listar os equipamentos elétricos da sala de aula e classificá-los conforme o tipo principal de transformação de energia elétrica que realizam. Júlio identificou os seguintes equipamentos: ar-condicionado, projetor multimídia, caixa de som amplificada e lâmpadas fluorescentes. Classifique cada um dos quatro equipamentos citados por Júlio de acordo com o tipo principal de transformação de energia elétrica que realiza. Para o projetor multimídia, indique também a transformação secundária. *[P6]* --- **11.** Um estudante observa que, ao tocar a carcaça de um notebook após horas de uso, ela está quente. Ele conclui que "o notebook está perdendo energia, e por isso vai acabar ficando sem bateria mais rapidamente". Com base no Princípio da Conservação de Energia, avalie a conclusão do estudante: ele está correto ao afirmar que energia está sendo "perdida"? Explique de que forma a energia elétrica da bateria está sendo transformada e por que o aquecimento da carcaça é compatível com esse princípio. *[P7]* --- **12.** Leia o trecho adaptado de uma reportagem da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), publicada em 2023: > "O Brasil encerrou 2022 com 80 milhões de lâmpadas LED comercializadas, representando 62% do total de lâmpadas vendidas no país. Em 2013, esse percentual era de apenas 1%. A transição para o LED tem impacto direto na conta de energia: uma lâmpada LED de 9 W produz a mesma quantidade de luz que uma incandescente de 60 W." > > *(Fonte: ANEEL — Agência Nacional de Energia Elétrica, 2023)* Com base no texto e nos conceitos de transformação de energia estudados, explique por que a substituição de lâmpadas incandescentes por LEDs reduz o consumo de energia elétrica residencial sem reduzir a quantidade de luz produzida. Em sua resposta, indique qual transformação energética cada tipo de lâmpada realiza e por que a diferença de potência (60 W versus 9 W) é relevante para entender essa questão. *[P8]* [INTERACTIVE: d-rp | Escaneie para responder os exercícios desta seção na plataforma Teachy e receber correção automática com feedback detalhado.]