Preparando-se para o ENEM / 2014

Enem / Energia III

Exercício 1:
A distribuição média, por tipo de equipamento, do consumo de energia elétrica nas residências no Brasil é apresentada no gráfico.

Em associação com os dados do gráfico, considere as variáveis:

I. Potência do equipamento.
II. Horas de funcionamento.
III. Número de equipamentos.

O valor das frações percentuais do consumo de energia depende de

(A) I, apenas.
(B) II, apenas.
(C) I e II, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.

Resolução:

O valor das frações percentuais do consumo de energia depende da potência do equipamento, do intervalo de tempo que o equipamento é usado e do número de equipamentos. As três variáveis citadas são corretas.

Resposta: (E)

Exercício 2:
Como medida de economia, em uma residência com 4 moradores, o consumo mensal médio de energia elétrica foi reduzido para 300 kWh. Se essa residência obedece à distribuição dada no gráfico, e se nela há um único chuveiro de 5000 W, pode-se concluir que o banho diário de cada morador passou a ter uma duração média, em minutos, de

(A) 2,5.
(B) 5,0.
(C) 7,5.
(D) 10,0.
(E) 12,0.

Resolução: 

Para os quatro moradores a energia elétrica consumida pelo chuveiro, durante um mês, foi de: (25%).300kWh = 75 kWh.

Para cada morador temos, por mês: (75/4) kWh e, por dia, E_el = (2,5/4) kWh.

E_el = P.Δt => (2,5/4)kWh = 5kW.Δt(h) => Δt = (0,5/4)h = 7,5 min

Resposta: (C)

Exercício 3:
O consumo total de energia nas residências brasileiras envolve diversas fontes, como eletricidade, gás de cozinha, lenha, etc. O gráfico mostra a evolução do consumo de energia elétrica residencial, comparada com o consumo total de energia residencial, de 1970 a 1995.

Verifica-se que a participação percentual da energia elétrica no total de energia gasto nas residências brasileiras cresceu entre 1970 e 1995, passando, aproximadamente, de

(A) 10% para 40%.
(B) 10% para 60%.
(C) 20% para 60%.
(D) 25% para 35%.
(E) 40% para 80%.

Resolução:

1970
Consumo de energia elétrica: aproximadamente 2,5.10⁶ tep
Energia total: 25.10⁶ tep
Participação porcentual: 2,5.10⁶ tep/25.10⁶ tep = 0,1 = 10%

1995
Consumo de energia elétrica: 20.10⁶ tep
Energia total: 34.10⁶ tep
Participação porcentual: 20.10⁶ tep/34.10⁶ tep ≅ 0,59 ≅ 60%

Resposta: (B)

Exercícios 4:
A padronização insuficiente e a ausência de controle na fabricação podem também resultar em perdas significativas de energia através das paredes da geladeira. Essas perdas, em função da espessura das paredes, para geladeiras e condições de uso típicas, são apresentadas na tabela.

Considerando uma família típica, com consumo médio mensal de 200 kWh, a perda térmica pelas paredes de uma geladeira com 4 cm de espessura, relativamente a outra de 10 cm, corresponde a uma porcentagem do consumo total de eletricidade da ordem de

(A) 30%.
(B) 20%.
(C) 10%.
(D) 5%.
(E) 1%.

Resolução:
 
De acordo com a tabela para uma parede de 4 cm a perda térmica mensal é de 35 kWh e para 10 cm, 15 kWh. Assim, utilizando-se uma geladeira de espessura 10 cm, no lugar de outra de 4 cm, a perda térmica mensal será de 35kWh-15kWh = 20 kWh, num total de 200 kWh, o que corresponde a uma porcentagem de:

20kWh/200kWh = 0,1 = 10%

Resposta: (C)

Exercício 5: 
Na comparação entre diferentes processos de geração de energia, devem ser considerados aspectos econômicos, sociais e ambientais. Um fator economicamente relevante nessa comparação é a eficiência do processo. Eis um exemplo: a utilização do gás natural como fonte de aquecimento pode ser feita pela simples queima num fogão (uso direto), ou pela produção de eletricidade em uma termoelétrica e uso de aquecimento elétrico (uso indireto). Os rendimentos correspondentes a cada etapa de dois desses processos estão indicados entre parênteses no esquema.

Na comparação das eficiências, em termos globais, entre esses dois processos (direto e indireto), verifica-se que

(A) a menor eficiência de P₂ deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento da termoelétrica.₂
(B) a menor eficiência de P₂ deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento na distribuição.₂ 
(C) a maior eficiência de P₂ deve-se ao alto rendimento do aquecedor elétrico.
(D) a menor eficiência de P₁ deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento da fornalha.₂ 
(E) a menor eficiência de P₁ deve-se, sobretudo, ao alto rendimento de sua distribuição.

Resolução:

O rendimento total é o produto dos rendimentos das diversas etapas.

Uso direto

Rendimento total: 0,95 x 0,70 = 0,665 = 66,5%

Uso indireto

Rendimento total: 0,40 x 0,90 x 0,95  = 0,342 = 34,2%

Portanto, o processo indireto apresenta menor eficiência, consequência do baixo rendimento da termoelétrica. 

Resposta (A)

Exercício 6:
Os números e cifras envolvidos, quando lidamos com dados sobre produção e consumo de energia em nosso país, são sempre muito grandes. Apenas no setor residencial, em um único dia, o consumo de energia elétrica é da ordem de 200 mil MWh. Para avaliar esse consumo, imagine uma situação em que o Brasil não dispusesse de hidrelétricas e tivesse de depender somente de termoelétricas, onde cada kg de carvão, ao ser queimado, permite obter uma quantidade de energia da ordem de 10 kWh.
Considerando que um caminhão transporta, em média, 10 toneladas de carvão, a quantidade de caminhões de carvão necessária para abastecer as termoelétricas, a cada dia, seria da ordem de

(A) 20.        (B) 200.        (C) 1.000.        (D) 2.000.        (E) 10.000.

Resolução:

Se 1 kg de carvão permite obter 10 kWh de energia elétrica, então para produzir 
200 mil MWh = 200.10⁶ kWh seriam necessários 20.10⁶ kg de carvão, ou seja,
20.10³ toneladas de carvão.
Se cada caminhão transporta, em média, 10 toneladas de carvão, a quantidade de caminhões necessária para abastecer as termoelétricas, a cada dia, seria de 2000.

Resposta: (D)

Exercício 7: 
Segundo matéria publicada em um jornal brasileiro, Todo o lixo (orgânico) produzido pelo Brasil hoje - cerca de 20 milhões de toneladas por ano - seria capaz de aumentar em 15% a oferta de energia elétrica. Isso representa a metade da energia produzida pela hidrelétrica de Itaipu. O segredo está na celulignina, combustível sólido gerado a partir de um processo químico a que são submetidos os resíduos orgânicos.
O Estado de São Paulo, 01/01/2001.

Independentemente da viabilidade econômica desse processo, ainda em fase de pesquisa, na produção de energia pela técnica citada nessa matéria, a celulignina faria o mesmo papel

(A) do gás natural em uma usina termoelétrica.
(B) do vapor d.água em uma usina termoelétrica.
(C) da queda d.água em uma usina hidrelétrica.
(D) das pás das turbinas em uma usina eólica.
(E) do reator nuclear em uma usina termonuclear.

Resolução:
 
A celulignina é combustível sólido e faria o mesmo papel do gás natural em uma usina termoelétrica. A celulignina e o gás natural produziriam energia através da combustão.

Resposta: (A)