Aula no. 12

01. Quando se estabele uma diferença de potencialentre dois pontos do corpo humano, flui através deleuma corrente elétrica entre os pontos citados. A sen-sação de choque e suas consequências são devidasà corrente elétrica que circula através do corpo. Natabela abaixo, temos alguns danos biológicos cau-sados pela corrente.

Corrente elétrica Dano biológico

I.

II.

III.IV.

V.

Até 10 mA

De 10 mA até 20 mA

De 20 mA até 100 mADe 100 mA até 3A

Acima de 3A

Dor e contraçãomuscularAumento das contra-ções muscularesParada respiratóriaFribrilação ventricu-lar que pode ser fatalParada cardíaca,queimaduras graves

Sabendo-se que:

Resistência elétrica =ddp

intensidade de correntee

considerando que a resistência do corpo em situa-ção normal é da ordem de 1500Ω, em qual das fai-xas acima se enquadra uma pessoa sujeita a umatensão elétrica de 220V?

a) I

b) II

c) III

d) IV

e) V

02. As cargas e os tempos de duração das baterias, de6V, para um certo tipo de telefone celular são dadasna tabela abaixo:

CARGA (Ah) TEMPO (MIN)0,30 400,38 500,55 700,80 1101,10 150

Sabendo-se que: carga = intensidade de corrente xtempo e que a unidade Coulomb é ampère vezessegundo, determine a quantidade de cargas (emcoulombs) fornecida pela bateria de 0,80 Ah.

a) 2880 C

b) 3000 C

c) 4200 C

d) 5000 C

e) 6000 C

03. Considere os seguintes dados referentes à energiaelétrica consumida no Brasil, exclusivamente no queconcerne a banhos usando chuveiro elétrico.

Potência média do chuveiro 3,0 kW

Tempo médio para um banho 10 min

Número médio de pessoas por re-sidência

4

Número médio de chuveiros 30 000 000

Custo do kWh R$ 0,20

Admitindo-se um banho por dia para cada pessoa ea existência de um único chuveiro em cada residên-cia, o custo total dos banhos em um mês (30d) é de

a) 5 milhões de reais.

b) 6 milhões de reais.

c) 12 milhões de reais.

d) 120 milhões de reais.

e) 360 milhões de reais.

Dado: Energia = Potência x intervalo de tempo

46 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I

Texto para as questões 04 e 05

O gráfico a seguir ilustra a evolução do consumo deeletricidade no Brasil, em GWh, em quatro setores deconsumo, no período de 1975 a 2005.

Balanço Energético Nacional. Brasília: MME, 2003 (com adap-tações)

04. A racionalização do uso da eletricidade faz parte dosprogramas oficiais do governo brasileiro desde1980. No entanto, houve um período crítico, conhe-cido como “apagão”, que exigiu mudanças de hábi-tos da população brasileira e resultou na maior, maisrápida e significativa economia de energia. Deacordo com o gráfico, conclui-se que o “apagão”ocorreu no biênio:

a) 1998–1999

b) 1999–2000

c) 2000–2001

d) 2001–2002

e) 2002–2003

05. Observa-se que, de 1975 a 2005, houve aumentoquase linear do consumo de energia elétrica. Seessa mesma tendência se mantiver até 2035, o setorenergético brasileiro deverá preparar-se para supriruma demanda total aproximada de:

a) 405 GWh

b) 445 GWh

c) 680 GWh

d) 750 GWh

e) 775 GWh

06. Na avaliação da eficiência de usinas quanto à produ-ção e aos impactos ambientais, utilizam-se várioscritérios, tais como: razão entre produção efetivaanual de energia elétrica e potência instalada ourazão entre potência instalada e área inundada peloreservatório. No quadro seguinte, esses parâmetrossão aplicados às duas maiores hidrelétricas domundo: Itaipu, no Brasil, e três Gargantas, na China.

parâmetros Itaipu TrêsGargantas

potência instalada 12.600 MW 18.200 MW

produção efetiva deenergia elétrica

93 bilhõesde kWh/ano

84 bilhõesde kWh/ano

área inundada peloreservatório

1.400 km2 1.000 km2

Internet: <www.itaipu.gov.br>.

Com base nessas informações, avalie as afirmativasque se seguem:

I. A energia elétrica gerada anualmente e a capaci-dade nominal máxima de geração da hidrelétricade Itaipu são maiores que as da hidrelétrica deTrês Gargantas.

II. Itaipu é mais eficiente que Três Gargantas no usoda potência instalada na produção de energia elé-trica.

III. A razão entre potência instalada e área inundadapelo reservatório é mais favorável na hidrelétricaTrês Gargantas do que em Itaipu.

É correto apenas o que se afirma em

a) I

b) II

c) III

d) I e III

e) II e III

CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I 47

07. Podemos estimar o consumo de energia elétrica deuma casa considerando as principais fontes desseconsumo. Pense na situação em que apenas osaparelhos que constam da tabela abaixo fossem uti-lizados diariamente da mesma forma.

Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efe-tivo de uso diário de cada aparelho doméstico.

AparelhoPotência

(KW)Tempo de usodiário (horas)

Ar condicionado 1,5 8

Chuveiro elétrico 3,3 1/3

Freezer 0,2 10

Geladeira 0,35 10

Lâmpada 0,10 6

Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de1 KWh é de R$ 0,40, o consumo de energia elétricamensal dessa casa, é de aproximadamente:

Dado: Energia = potência x intervalo de tempo

a) R$ 135

b) R$ 165

c) R$ 190

d) R$ 210

e) R$ 230

As questões 8, 9 e 10 referem-se ao esquema abaixo:

Na figura abaixo está esquematizado um tipo deusina utilizada na geração de eletricidade.

08. A eficiência de uma usina, do tipo da representadana figura acima, é da ordem de 0,9, ou seja, 90% daenergia da água no início do processo se transformaem energia elétrica. A usina, Ji-Paraná, do Estadode Rondônia, tem potência instalada de 512 Milhõesde Watt, e a barragem tem altura de aproximada-mente 120 m. A vazão do rio Ji-Paraná em litros deágua por segundo, deve ser da ordem de:

Dado:

εp = mgh, P =εnt

, µágua = 103 kg/m3 e g = 10 m/s2

a) 50

b) 500

c) 5.000

d) 50.000

e) 500.000

48 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I

09. No processo de obtenção de eletricidade, ocorremvárias transformações de energia. Considere duasdelas:

I. cinética em elétrica II. potencial gravitacionalem cinética

Analisando o esquema, é possível identificar queelas se encontram, respectivamente, entre:

a) I – a água no nível h e a turbina,II – o gerador e a torre de distribuição.

b) I – a água no nível h e a turbina,II – a turbina e o gerador.

c) I – a turbina e o gerador,II – a turbina e o gerador.

d) I – a turbina e o gerador,II – a água no nível h e a turbina.

e) I – o gerador e a torre de distribuição,II – a água no nível h e a turbina.

10. Analisando o esquema, é possível identificar que setrata de uma usina:

a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a tem-peratura da turbina.

b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energiacinética da água.

c) termoelétrica, porque no movimento das turbinasocorre aquecimento.

d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimentoda água.

e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo dasmoléculas de água.

CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS - Vol. I 49

Gabarito

01. d

R =Ui

iUR

→ =

i =220

1500i = 0,15 A (aproximadamente)

i = 150 mA

02. a

q = i . t

(C) = A . s

q = 0,80 Ah

q = 0,80 . 3600

q = 2880 C

03. e

– Uma residência por mês

En = P x t

En = 3000 x1060

x 4 x 30 =60.000 wh

1000= 60 kWh

1 dia

– Para 30.000.000 de chuveiros, o custo será:

custo = 30.000.000 x 60 . 0,20 = 360.106 reais

106

04. c

O gráfico de consumo de energia é crescente até oano de 2000. Entre 2000 e 2001 há um decréscimode consumo de energia, determinado pela mudançade hábitos da população. Assim, conclui-se que oapagão ocorreu no biênio 2000-2001.

05. c

Acréscimo

Em 30 anos (1975-2005) → 305 GWh (375 – 70)

Até 2035 será mais 30 anos (+305 GWh)

Então, teremos 375 + 305 = 680 GWh

06. e

I. Falsa.

Energia gerada anualmente em Itaipu = 93bilhões de kWh.

Energia gerada anualmente em Três Gargantas =84 bilhões de kWh.

∴ Itaipu > Três Gargantas

Capacidade nominal de Itaipu = 12 600 MW.

Capacidade nominal de Três Gargantas =18200 MW.

∴ Itaipu < Três Gargantas

II. Verdadeira.

Eficiência de Itaipu:

eI =93 x 10

12600 x 10

9

6= 7,38 kWh / kW

Eficiência em Três Gargantas:

eII =84 x 10

18200 x 10

9

6= 4,6 kWh/kW

eI > eII

IIII. Verdadeira.

Potência instalada por área inundada:

Itaipu: PI =126001400

= 9 MW/km2

Três Gargantas PII =182001000

= 18,2 MW/km2

PII > PI

Logo, II e III são verdadeiras.

07. e

En = P x t

En = (1,5 x 8 + 3,3 x13

+ 0,2 x 10 + 0,35 x 10 + 0,1 x 6) x 30

1 DIA

En = 576 kWh

Cálculo do custo:

custo = 576 x 0,40 = 230,40

08. e

n =P

P512 x 10

PU

T

6

T→ =09, → PT = 569 x 106 W

∅

PT =Ent

mght

.V.g.ht

= = µ

569 . 106 = 103 . ∅ . 10 . 120

∅ ≈ 5.102 m3/s → 5 . 102 . 103 l/s → 5.105 /s

09. d

10. b

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