Transformação de Energia – Simulado de Física

(UECE/2016)

Em um dado intervalo de tempo, a luz do sol disponibiliza 1000 Joules de energia a um painel solar fotovoltaico. Esse painel, após uma conversão energética, fornece a uma lâmpada uma energia de 100 Joules. Essa lâmpada disponibiliza 90 Joules na forma de energia luminosa. Percebe-se que o processo se inicia e finaliza com energia luminosa. A eficiência energética de conversão no painel solar e no processo completo é, respectivamente,

(UNICAMP SP/2015)

Por sua baixa eficiência energética, as lâmpadas incandescentes deixarão de ser comercializadas para uso doméstico comum no Brasil. Nessas lâmpadas, apenas 5% da energia elétrica consumida é convertida em luz visível, sendo o restante transformado em calor. Considerando uma lâmpada incandescente que consome 60 W de potência elétrica, qual a energia perdida em forma de calor em uma hora de operação?

(PUC GO/2014)

No dia 18 de agosto de 1863, presenciava a cidade de Magdeburgo pomposo espetáculo, há muito anunciado no mundo científico da sábia Germânia.
Era uma sessão extraordinária e solene da Sociedade Geral Entomológica, a qual chamava a postos não só todos os seus membros efetivos, honorários, correspondentes, como muitos convidados de ocasião, a fim de acolher e levar ao capitólio da glória um dos seus mais distintos filhos, um dos mais infatigáveis investigadores dos segredos da natureza, intrépido viajante, ausente da pátria desde anos e de volta da América Meridional, em cujas regiões centrais por tal forma se embrenhara, que impossível havia sido seguir-lhe o roteiro, até nos mapas e cartas especiais do grande colecionador Simão Schropp.
Revestira-se de mil galas a ciência. Todos os sócios de casaca preta, gravata e luvas brancas, alguns com discursos nos bolsos, enchiam a sala das sessões muito antes da hora marcada; a orquestra executava a sonata no 26 de Luís van Beethoven, e senhoras ostentavam toilettes ricas e de aprimorado gosto.
De repente atroou um grito:
Vivat Meyer! Hurrah! Vivat!
E, ao passo que todos os pescoços se estiravam para ver quem entrava, sacudiam-se no ar com entusiasmo lenços e chapéus.
Acalmada a ruidosa manifestação, levantou-se o presidente da Sociedade Entomológica, um presidente magro como um espeto e ornamentado de ruiva cabeleira que lhe dava aspecto de um projeto de incêndio.
— Sim! exclamou ele depois de ter bebido uns goles d’água açucarada e de haver preparado a garganta; eis enfim, aqui, no meio de nós, o gran¬de, o vencedor, o incomparável Guilherme Tembel Meyer!…
E neste gosto falou duas horas seguidas.
……………………………………….
No dia seguinte, traziam as gazetas de Magdeburgo extensa relação da festa, transcreviam o discurso do presidente e, como apêndice às notas biográficas relativas a Meyer, enumeravam os prodígios entomológicos que havia recolhido em suas dilatadas peregrinações.
“O que há de mais digno de admiração, dizia O Tempo (Die Zeit), em toda a imensa coleção trazida pelo Dr. Meyer das suas viagens, é sem contestação uma borboleta, gênero completamente novo e de esplendor acima de qualquer concepção. É a Papilio Innocentia… (Seguia-se uma descrição de minuciosidade perfeitamente germânica.)
O nome, acrescentava a folha, dado pelo eminente naturalista àquele soberbo espécimen, foi graciosa homenagem à beleza de uma donzela (Mädchen) dos desertos da província de Mato Grosso (Brasil), cria¬tura, segundo conta o Dr. Meyer, de fascinadora formosura. Vê-se, pois, que também os sábios possuem coração tangível e podem, por vezes, usar da ciência como meio de demonstrar impressões sentimentais que muitos lhes querem recusar…”

Inocência, coitadinha…
Exatamente nesse dia fazia dois anos que o seu gentil corpo fora entregue à terra, no imenso sertão de Santana do Paranaíba, para aí dormir o sono da eternidade.
(TAUNAY, Visconde de. Inocência. São Paulo: FTD, 1996, p. 180-181.
[Coleção Grandes Leituras.])

No fragmento do texto “Revestira-se de mil galas a ciência. Todos os sócios de casaca preta, gravata e lu¬vas brancas, alguns com discursos nos bolsos, enchiam a sala das sessões muito antes da hora marcada” alude-se às cores preta e branca. Toda superfície, esteja ela quente ou fria, tanto absorve quanto emite energia na forma de radiação. No entanto, se essa superfície estiver pintada de preto, ela esfriará ou aquecerá mais rapidamente que uma superfície pintada de branco. De acordo com os conceitos de energia térmica, pode-se afirmar que:

I. Em certa localidade, a potência solar de incidência na superfície da Terra durante um dia inteiro é de 200 W/m2, em média. Se você reside em uma casa cujo consumo elétrico médio é de 2 kW, e consegue converter potência solar em potência elétrica com 10% de eficiência, a área de um coletor solar, para suprir essas necessidades energéticas a partir da energia solar, deverá ser de 100 m².
II. De forma espontânea, o calor sempre flui de um objeto de temperatura maior para outro objeto de temperatura menor. Isso é o mesmo que dizer que o calor sempre flui de um objeto com energia interna maior para outro com energia interna menor.
III. Se você deixar cair um pedaço de gelo sobre uma superfície dura, a energia do impacto derreterá um pouco de gelo. Assim, quanto maior for a altura de onde o gelo caia, mais gelo irá derreter. Para derre¬ter completamente um bloco de gelo, no seu ponto de fusão, a 0ºC (que sofre queda sem resistência do ar e em condições ideais), ele deverá ser largado de uma altura maior que 30 km. Considere os seguintes valores: calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; g = 10 m/s² e 1 cal = 4,18 J.

De acordo com os itens analisados, marque a alter¬nativa que contém todas proposições corretas:

(ENEM/2010)

O abastecimento de nossas necessidades energéticas futuras dependerá certamente do desenvolvimento de tecnologias para aproveitar a energia solar com maior eficiência. A energia solar é a maior fonte de energia mundial. Num dia ensolarado, por exemplo, aproximadamente 1 kJ de energia solar atinge cada metro quadrado da superfície terrestre por segundo. No entanto, o aproveitamento dessa energia é difícil porque ela é diluída (distribuída por uma área muito extensa) e oscila com o horário e as condições climáticas. O uso efetivo da energia solar depende de formas de estocar a energia coletada para uso posterior.
BROWN, T. Química a Ciência Central.
São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

Atualmente, uma das formas de se utilizar a energia solar tem sido armazená-la por meio de processos químicos endotérmicos que mais tarde podem ser revertidos para liberar calor. Considerando a reação:

CH4(g) + H2O(v) + calor ->_<- CO(g) + 3H2(g)

e analisando-a como potencial mecanismo para o aproveitamento posterior da energia solar, conclui-se que se trata de uma estratégia

(ENEM/2010)

No nosso dia a dia deparamo-nos com muitas tarefas pequenas e problemas que demandam pouca energia para serem resolvidos e, por isso, não consideramos a eficiência energética de nossas ações. No global, isso significa desperdiçar muito calor que poderia ainda ser usado como fonte de energia para outros processos. Em ambientes industriais, esses reaproveitamente é feito por um processo chamado de cogeração. A figura a seguir ilustra um exemplo de cogeração na produção de energia elétrica.

Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura,a perda global de energia é reduzida por meio da transformação de energia

(ENEM/2009)

A eficiência de um coletor solar depende de uma série de variáveis. Na tabela abaixo, são mostradas diferenças na radiação solar incidente em diferentes capitais brasileiras localizadas em ordem crescente da latitude.
Energia útil avaliada como média anual para um sistema de aquecimento de água via energia solar. (Coletores solares inclinados de um ângulo igual à latitude, acrescentados mais 10º)

*Energia útil média: índice de aproveitamento da energia solar incidente.
Observação: o sistema de aquecimento conta com uma área de 4 m2 de coletores solares.
LA ROVERE, E., et al. Economia e tecnologia da energia. Rio de Janeiro,
Editora Marco Zero/ Finep. p. 331. 1985 (adaptado).

Considerando os dados mostrados na tabela, na transformação da energia luminosa, observa-se que

(ENEM/2006)

O carneiro hidráulico ou ariete, dispositivo usado para bombear água, não requer combustível ou energia elétrica para funcionar, visto que usa a energia da vazão de água de uma fonte. A figura a seguir ilustra uma instalação típica de carneiro em um sitio, e a tabela apresenta dados de seu funcionamento.

A eficiência energética ε de um carneiro pode ser obtida pela expressão: , cujas variáveis estão definidas na tabela e na figura.

No sitio ilustrado, a altura da caixa d’água é o quádruplo da altura da fonte. Comparado a motobombas a gasolina, cuja eficiência energética é cerca de 36%, o carneiro hidráulico do sitio apresenta

(ENEM/2002)

O diagrama mostra a utilização das diferentes fontes de energia no cenário mundial.
Embora aproximadamente um terço de toda energia primária seja orientada à produção de eletricidade, apenas 10% do total são obtidos em forma de energia elétrica útil.
A pouca eficiência do processo de produção de eletricidade deve-se, sobretudo, ao fato de as usinas

(FGV/2016)

Uma pequena bola de borracha cai, verticalmente, da janela de um apartamento, a partir do repouso, de uma altura de 12,8 m em relação ao solo. A cada colisão com o chão, sua velocidade cai para a metade. O número de colisões da bola com o solo em que ela atinge altura maior que 10 cm é igual a

(Desconsidere a resistência do ar.)

(ENEM/2016)

A utilização de placas de aquecimento solar como alternativa ao uso de energia elétrica representa um importante mecanismo de economia de recursos naturais. Um sistema de aquecimento solar com capacidade de geração de energia de 1,0 MJ/dia por metro quadrado de placa foi instalado para aquecer a água de um chuveiro elétrico de potência de 2 kW, utilizado durante meia hora por dia.

A área mínima da placa solar deve ser de