Transformação de energia — Exercícios

[Sequence 6] ## Praticando **1.** Os aparelhos elétricos domésticos recebem energia elétrica e a transformam em outras formas de energia. Considerando os equipamentos chuveiro elétrico, ventilador, rádio e lâmpada incandescente, identifique a transformação de energia **principal** realizada por cada um deles, associando cada equipamento à forma de energia predominante em seu funcionamento. a) Chuveiro elétrico b) Ventilador c) Rádio d) Lâmpada incandescente --- **2.** A tabela a seguir relaciona equipamentos domésticos a possíveis transformações de energia. Analise as associações e identifique a que apresenta a transformação de energia elétrica **correta** para o equipamento indicado. | Equipamento | Transformação principal | |---|---| | Ferro de passar | Elétrica → mecânica | | Televisão | Elétrica → luminosa + sonora | | Geladeira | Elétrica → luminosa | | Lâmpada LED | Elétrica → química | A associação correta é: a) Ferro de passar — elétrica → mecânica b) Televisão — elétrica → luminosa + sonora c) Geladeira — elétrica → luminosa d) Lâmpada LED — elétrica → química --- **3.** Um estudante afirmou: "Quando ligo um chuveiro elétrico, a energia elétrica desaparece dentro do aparelho e dá lugar ao calor." Avalie essa afirmação à luz do Princípio da Conservação de Energia e explique por que ela é incorreta, descrevendo o que de fato ocorre com a energia no chuveiro elétrico. --- **4.** A usina termelétrica a carvão é um dos tipos de unidades geradoras de energia elétrica no Brasil. Essas usinas transformam a energia contida no combustível carvão mineral em energia elétrica. Em que sequência ocorrem os processos para realizar essa transformação? a) A queima do carvão produz energia térmica, que é usada para transformar água em vapor. A energia contida no vapor é transformada em energia mecânica na turbina e, então, transformada em energia elétrica no gerador. b) A usina transforma diretamente toda a energia química contida no carvão em energia elétrica, usando reações de fissão em uma célula combustível. c) A queima do carvão produz energia térmica, que é transformada em energia elétrica por dispositivos denominados transformadores. d) A queima do carvão produz energia térmica, que é transformada em energia potencial na torre da usina. Essa energia é então transformada em energia elétrica nas células eletrolíticas. (Fonte: ENEM — todos os anos) --- [GENERATE] Diagrama esquemático de fluxo de energia em quatro equipamentos domésticos: chuveiro elétrico (elétrica → térmica), ventilador (elétrica → mecânica), rádio (elétrica → sonora) e lâmpada (elétrica → luminosa + térmica). Setas indicam a transformação principal e o resíduo calórico em cada caso. Estilo técnico-acadêmico, texto em pt-BR, fundo branco, linhas precisas, sem ilustrações decorativas. | diagrama_transformacoes_equipamentos.png | 16:9 **5.** Observe o diagrama acima, que representa as transformações de energia em quatro equipamentos domésticos. Com base nessa representação, explique por que nenhuma das transformações é 100% eficiente, identificando qual forma de energia aparece como resíduo em todos os casos. --- **6.** Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial. O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em a) uma usina hidroelétrica. b) um motor a combustão. c) um freio de automóvel. d) uma atiradeira (estilingue). (Fonte: ENEM) --- **7.** Uma lâmpada incandescente de 100 W e uma lâmpada LED de 10 W produzem, aproximadamente, a mesma quantidade de luz. Considerando que ambas transformam energia elétrica em energia luminosa e que a energia total que entra no sistema deve se conservar, explique para onde vai a energia elétrica que não é convertida em luz em cada uma das lâmpadas e qual das duas apresenta menor desperdício energético. Justifique sua resposta com base no Princípio da Conservação de Energia. --- **8.** Em determinado mês, o consumo de energia elétrica da residência de uma família foi de 400 kWh. Achando que o valor da conta estava alto, os membros da família decidiram diminuí-lo e estabeleceram a meta de reduzir o consumo em 40%. Começaram trocando a geladeira, de consumo mensal igual a 90 kWh, por outra, de consumo mensal igual a 54 kWh, e realizaram algumas mudanças na rotina de casa: - reduzir o tempo de banho dos moradores, economizando 30 kWh por mês; - reduzir o tempo em que o ferro de passar roupas fica ligado, economizando 14 kWh por mês; - diminuir a quantidade de lâmpadas acesas no período da noite, conseguindo uma redução de 10 kWh mensais. No entanto, observaram que, mesmo assim, não atingiram a meta estabelecida e precisariam decidir outras maneiras para diminuir o consumo de energia. De modo a atingir essa meta, o consumo mensal de energia, em quilowatt-hora, ainda precisa diminuir a) 250. b) 150. c) 126. d) 90. e) 70. (Fonte: ENEM — todos os anos) --- **9.** 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). 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?  a) Aumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força. b) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias. c) Utilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade. d) Manter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas moradias. e) Utilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de economizar o material condutor. (Fonte: ENEM) --- **10.** Classifique cada equipamento abaixo de acordo com o tipo de transformação de energia elétrica que realiza, preenchendo a coluna correspondente. Em seguida, identifique qual dos equipamentos listados realiza **duas transformações simultâneas** e nomeie ambas. | Equipamento | Transformação principal | |---|---| | Micro-ondas | | | Televisão | | | Ferro de passar | | | Ventilador | | | Rádio | | --- [GENERATE] Gráfico de barras horizontais comparando a eficiência energética de cinco tipos de lâmpadas: incandescente (10%), halógena (15%), fluorescente compacta (25%), LED (40%), LED de última geração (50%). Eixo horizontal: percentual de energia convertida em luz (0–60%). Fonte fictícia indicada como "Dados ilustrativos para fins didáticos". Estilo gráfico acadêmico, cores distintas por barra, legendas em pt-BR, fundo branco. | grafico_eficiencia_lampadas.png | 4:3 **11.** O gráfico acima apresenta a eficiência de conversão de energia elétrica em energia luminosa para diferentes tipos de lâmpadas. Com base no gráfico e no Princípio da Conservação de Energia, responda: a) Se uma lâmpada incandescente de 100 W tem eficiência de 10%, quanto dessa energia é transformada em energia luminosa e quanto é transformada em outra forma de energia? Identifique essa outra forma. b) Uma lâmpada LED com a mesma eficiência indicada no gráfico consome 25 W. Qual é a potência destinada à produção de luz nessa lâmpada? --- **12.** Um aluno listou os seguintes exemplos de situações cotidianas e as formas de energia envolvidas: I. Uma pedra no alto de um morro — energia cinética. II. Uma pilha nova — energia química. III. Um tambor sendo tocado — energia sonora. IV. Uma panela de água quente sobre o fogão — energia térmica. V. Um ciclista descendo uma rampa — energia potencial gravitacional. As afirmativas **corretamente** identificadas são: a) I e V apenas. b) II e III apenas. c) II, III e IV apenas. d) I, II e V apenas. --- **13.** A geladeira doméstica é frequentemente classificada como um equipamento que transforma energia elétrica em energia mecânica. Explique de que forma ocorre essa transformação no interior do aparelho, identificando o componente responsável pelo movimento mecânico, e descreva qual é o efeito útil final produzido por essa transformação energética no funcionamento da geladeira. --- **14.** Considere um sistema composto por uma lâmpada incandescente ligada a uma tomada. O sistema recebe energia elétrica da rede. Analise as afirmativas a seguir sobre as transformações de energia que ocorrem nesse sistema: I. A energia elétrica é transformada em energia luminosa e energia térmica. II. A energia total do sistema aumenta após a lâmpada ser ligada, pois novas formas de energia são criadas. III. A soma da energia luminosa e da energia térmica produzidas é igual à energia elétrica fornecida ao sistema. IV. A energia térmica produzida representa um desperdício e, portanto, viola o Princípio da Conservação de Energia. Estão corretas as afirmativas: a) I e II apenas. b) I e III apenas. c) II e IV apenas. d) I, II e IV apenas. --- **15.** Em uma residência, os seguintes aparelhos estão em funcionamento: chuveiro elétrico, televisão, ventilador, ferro de passar e rádio. Para cada aparelho, a energia elétrica é transformada em uma ou mais formas de energia. Identifique, para cada um dos cinco aparelhos, a transformação de energia predominante, utilizando o esquema "energia elétrica → ___________", e explique por que a energia sonora pode ser considerada uma forma de energia mecânica em nível microscópico. --- [INTERACTIVE: d-rp | Escaneie para responder estes exercícios na plataforma Teachy e receber correção automática com gabarito comentado]