Energia é um conceito central para compreender fenômenos naturais, processos tecnológicos e desafios sociais contemporâneos. No Ensino Médio, estudá-la exige articular diferentes ideias, como transformação, conservação, potência, rendimento e impactos ambientais, reconhecendo que a energia não “desaparece”, mas muda de forma e se dispersa, frequentemente com perda de qualidade para uso imediato. Essa abordagem ajuda a interpretar desde o funcionamento de usinas e motores até o consumo doméstico e as discussões sobre matriz energética.
Em questões mais complexas, é importante analisar situações contextualizadas envolvendo trabalho, calor, eletricidade, movimento e radiação, evitando respostas baseadas apenas em memorização. Isso implica comparar ordens de grandeza, distinguir fontes primárias e secundárias, relacionar eficiência com desperdício e perceber limites físicos e econômicos de cada tecnologia. As questões a seguir exploram esses aspectos de modo aplicado, exigindo raciocínio conceitual e quantitativo.
Questões: Energia
Questão 01
Gabarito: alternativa B). Correto. E = P·t = 5,5 kW × 0,2 h = 1,10 kWh.
Questão 02
Gabarito: alternativa D). Correto. ΔEpg = mgh = 800 × 10 × 15 = 120.000 J.
Comentários por alternativa:
- A) Muito abaixo do valor correto; faltou considerar a massa ou a altura adequadamente.
- B) Ainda está 10 vezes menor que o resultado correto.
- C) Esse valor não corresponde ao produto mgh informado.
- D) Correto. ΔEpg = mgh = 800 × 10 × 15 = 120.000 J.
- E) Está 10 vezes acima do valor correto.
Questão 03
Gabarito: alternativa A). Correto. η = útil/total = 0,40, então total = 8,0 × 108 / 0,40 = 2,0 × 109 J.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. η = útil/total = 0,40, então total = 8,0 × 108 / 0,40 = 2,0 × 109 J.
- B) Não satisfaz a relação útil = 40% do total.
- C) Isso só ocorreria com rendimento de 100%.
- D) Ainda insuficiente para que 40% resulte em 8,0 × 108 J.
- E) Seria menor que a energia útil, o que contradiz rendimento de 40%.
Questão 04
Gabarito: alternativa E). Correto. O atrito nos freios dissipa principalmente a energia cinética em calor.
Comentários por alternativa:
- A) Não há reação nuclear envolvida na frenagem de automóveis.
- B) A equivalência existe, mas não descreve a transformação usual na escala do problema.
- C) Isso só ocorre em sistemas regenerativos específicos, não em qualquer automóvel.
- D) Não há, necessariamente, variação de altura durante a frenagem.
- E) Correto. O atrito nos freios dissipa principalmente a energia cinética em calor.
Questão 05
Gabarito: alternativa C). Correto. Diferença de potência: 48 W = 0,048 kW; tempo: 150 h; economia = 0,048 × 150 = 7,2 kWh.
Comentários por alternativa:
- A) Equivale a uma diferença de potência maior do que a real.
- B) Valor plausível, mas acima do correto para 150 horas de uso.
- C) Correto. Diferença de potência: 48 W = 0,048 kW; tempo: 150 h; economia = 0,048 × 150 = 7,2 kWh.
- D) Superestima a economia mensal em mais do que o dobro.
- E) Esse valor seria incompatível com apenas uma lâmpada nesse intervalo.
Questão 06
Gabarito: alternativa B). Correto. A água em desnível aciona turbinas, e geradores convertem energia mecânica em elétrica.
Comentários por alternativa:
- A) Não ocorre fissão nem fusão da água em usinas hidrelétricas.
- B) Correto. A água em desnível aciona turbinas, e geradores convertem energia mecânica em elétrica.
- C) Isso descreve usinas solares térmicas, não fotovoltaicas.
- D) Painéis fotovoltaicos não consomem energia química para operar.
- E) Sempre há transformação energética nos processos de geração.
Questão 07
Gabarito: alternativa E). Correto. Ec = mv2/2 = 2,0 × 102 / 2 = 100 J.
Comentários por alternativa:
- A) Valor muito baixo; ignora a dependência com v2.
- B) Ainda abaixo do correto; cálculo incompleto.
- C) Equivale a usar metade do valor correto indevidamente.
- D) Seria obtido se faltasse dividir por 2 na fórmula.
- E) Correto. Ec = mv2/2 = 2,0 × 102 / 2 = 100 J.
Questão 08
Gabarito: alternativa A). Correto. Renovável refere-se à reposição da fonte, não à ausência total de impactos.
Comentários por alternativa:
- A) Correto. Renovável refere-se à reposição da fonte, não à ausência total de impactos.
- B) Nenhuma fonte é totalmente isenta de impactos em implantação e operação.
- C) Hidrelétricas e biomassa, por exemplo, podem alterar ecossistemas significativamente.
- D) Generalização incorreta; muitas renováveis emitem menos CO2 que fósseis.
- E) Energia nuclear não é classificada como renovável convencionalmente.
Questão 09
Gabarito: alternativa D). Correto. Como 1 kWh = 3,6 × 106 J, então 2,16 × 106 J = 0,60 kWh.
Comentários por alternativa:
- A) Corresponde a dividir por um fator 10 a mais.
- B) Seria dez vezes maior que o correto.
- C) Valor incompatível com a conversão correta da unidade.
- D) Correto. Como 1 kWh = 3,6 × 106 J, então 2,16 × 106 J = 0,60 kWh.
- E) Muito acima da ordem de grandeza esperada.
Questão 10
Gabarito: alternativa C). Correto. Sem forças dissipativas, a energia mecânica se conserva durante o movimento.
Comentários por alternativa:
- A) A aceleração não cria energia mecânica em sistema isolado ideal.
- B) Ao descer, a velocidade aumenta e a energia cinética torna-se não nula.
- C) Correto. Sem forças dissipativas, a energia mecânica se conserva durante o movimento.
- D) A energia não é destruída; ocorre transformação entre formas.
- E) A altura inicial determina a energia disponível e afeta a velocidade.
Comentários por alternativa: