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FACI 2002.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova
Faculdade Ideal · Prova objetiva · 2002.1. Física: questões 34, 35, 36, 37. Respostas calculadas para este acervo; não há gabarito oficial correspondente na pasta.
Q34
Física Moderna — Física Quântica — Efeito fotoelétrico e células solares

Na era do apagão. Existe uma casa no Brasil onde o relógio da luz gira no sentido contrário e a conta no fim do mês é negativa. Não se trata de fraude ou truque de consumidor inconformado com o racionamento. É apenas uma bem-sucedida experiência realizada no instituto de eletrotécnica e energia da USP. Há alguns anos seus pesquisadores apostaram na energia solar como forma de reduzir a dependência de hidrelétricas, termelétricas e usinas nucleares. Apostaram tanto que construíram, em 1998, uma casa no campus da universidade, na qual a luz move quase tudo, convertida em eletricidade por um painel solar de 6 m², que gera 75 kWh por mês, o suficiente para uma pequena família. Muitas vezes, sobra energia, que é devolvida à rede de distribuição, invertendo os papéis e transformando a casinha numa fonte geradora de eletricidade para o resto da cidade de São Paulo. A experiência ficou relegada ao entusiasmo solitário dos cientistas até que as trapalhadas governamentais conduzissem o país à ameaça de blecaute. Este ano foi firmado um acordo entre a USP e a companhia energética de São Paulo (Eletropaulo) que deve tornar a tecnologia viável. (Galileu-Ag-2001)

Com base no texto, responda: O fenômeno que permite a conversão de luz solar em eletricidade chama-se:

A)Efeito Edson.
B)Efeito Compton.
C)Efeito Fotoelétrico.
D)Fotocondutividade.

Resposta calculada — acervo Método TEF

C
Resolução comentada

Entre as opções dadas, a resposta é C. A luz fornece energia a elétrons do material. Nas células solares, o efeito fotovoltaico em uma junção semicondutora separa cargas e produz tensão e corrente; ele se relaciona ao efeito fotoelétrico interno, diferentemente da emissão de elétrons de um metal para o vácuo.

Q35
Eletricidade — Energia e Potência — Eficiência de painel solar

Na era do apagão. Existe uma casa no Brasil onde o relógio da luz gira no sentido contrário e a conta no fim do mês é negativa. Não se trata de fraude ou truque de consumidor inconformado com o racionamento. É apenas uma bem-sucedida experiência realizada no instituto de eletrotécnica e energia da USP. Há alguns anos seus pesquisadores apostaram na energia solar como forma de reduzir a dependência de hidrelétricas, termelétricas e usinas nucleares. Apostaram tanto que construíram, em 1998, uma casa no campus da universidade, na qual a luz move quase tudo, convertida em eletricidade por um painel solar de 6 m², que gera 75 kWh por mês, o suficiente para uma pequena família. Muitas vezes, sobra energia, que é devolvida à rede de distribuição, invertendo os papéis e transformando a casinha numa fonte geradora de eletricidade para o resto da cidade de São Paulo. A experiência ficou relegada ao entusiasmo solitário dos cientistas até que as trapalhadas governamentais conduzissem o país à ameaça de blecaute. Este ano foi firmado um acordo entre a USP e a companhia energética de São Paulo (Eletropaulo) que deve tornar a tecnologia viável. (Galileu-Ag-2001)

Considerando um mês de 30 dias e a eficiência do sistema de 10%, a intensidade média da radiação solar, durante o dia, é, aproximadamente, de:

A)87 W/m²
B)174 W/m²
C)60 W/m²
D)508 W/m²

Resposta calculada — acervo Método TEF

B (média de 24 h; ver ressalva)
Resolução comentada

Ressalva editorial: A duração diária da insolação não é informada; a alternativa B usa a média de 24 horas.

A energia solar incidente precisa ser $E_i=75/0{,}10=750\ \mathrm{kWh}$. A intensidade média é $I=E_i/(A\Delta t)$.

Se forem adotadas 12 horas de insolação por dia, $\Delta t=30\cdot12=360\ \mathrm{h}$, de modo que $I=750/(6\cdot360)=0{,}3472\ \mathrm{kW/m^2}=347\ \mathrm{W/m^2}$. Esse valor não está nas alternativas.

Usando todas as 24 horas do dia, $\Delta t=720\ \mathrm{h}$ e $I\approx174\ \mathrm{W/m^2}$, alternativa B. Essa média inclui as horas noturnas e não corresponde à intensidade média apenas durante a parte iluminada do dia. A duração diária da insolação não foi fornecida.

Q36
Eletricidade — Energia e Potência — Consumo de energia elétrica

Na era do apagão. Existe uma casa no Brasil onde o relógio da luz gira no sentido contrário e a conta no fim do mês é negativa. Não se trata de fraude ou truque de consumidor inconformado com o racionamento. É apenas uma bem-sucedida experiência realizada no instituto de eletrotécnica e energia da USP. Há alguns anos seus pesquisadores apostaram na energia solar como forma de reduzir a dependência de hidrelétricas, termelétricas e usinas nucleares. Apostaram tanto que construíram, em 1998, uma casa no campus da universidade, na qual a luz move quase tudo, convertida em eletricidade por um painel solar de 6 m², que gera 75 kWh por mês, o suficiente para uma pequena família. Muitas vezes, sobra energia, que é devolvida à rede de distribuição, invertendo os papéis e transformando a casinha numa fonte geradora de eletricidade para o resto da cidade de São Paulo. A experiência ficou relegada ao entusiasmo solitário dos cientistas até que as trapalhadas governamentais conduzissem o país à ameaça de blecaute. Este ano foi firmado um acordo entre a USP e a companhia energética de São Paulo (Eletropaulo) que deve tornar a tecnologia viável. (Galileu-Ag-2001)

Se toda essa energia elétrica (75 kWh) fosse usada para acender uma lâmpada de 100 W, quanto tempo ela ficaria acesa, aproximadamente?

A)três meses.
B)dois meses.
C)cinco dias.
D)um mês.

Resposta calculada — acervo Método TEF

D
Resolução comentada

Use $E=P\Delta t$ com unidades compatíveis: $P=100\ \mathrm{W}=0{,}1\ \mathrm{kW}$. Portanto, $\Delta t=75/0{,}1=750\ \mathrm{h}=31{,}25$ dias, aproximadamente um mês.

Q37
Eletricidade — Energia e Potência — Custo da energia elétrica

Na era do apagão. Existe uma casa no Brasil onde o relógio da luz gira no sentido contrário e a conta no fim do mês é negativa. Não se trata de fraude ou truque de consumidor inconformado com o racionamento. É apenas uma bem-sucedida experiência realizada no instituto de eletrotécnica e energia da USP. Há alguns anos seus pesquisadores apostaram na energia solar como forma de reduzir a dependência de hidrelétricas, termelétricas e usinas nucleares. Apostaram tanto que construíram, em 1998, uma casa no campus da universidade, na qual a luz move quase tudo, convertida em eletricidade por um painel solar de 6 m², que gera 75 kWh por mês, o suficiente para uma pequena família. Muitas vezes, sobra energia, que é devolvida à rede de distribuição, invertendo os papéis e transformando a casinha numa fonte geradora de eletricidade para o resto da cidade de São Paulo. A experiência ficou relegada ao entusiasmo solitário dos cientistas até que as trapalhadas governamentais conduzissem o país à ameaça de blecaute. Este ano foi firmado um acordo entre a USP e a companhia energética de São Paulo (Eletropaulo) que deve tornar a tecnologia viável. (Galileu-Ag-2001)

Se a concessionária de energia (Eletropaulo) cobra R$ 0,25 por cada kWh consumido, a economia mensal de energia será, em reais, de (aproximadamente):

A)R$ 19,00
B)R$ 28,00
C)R$ 12,50
D)R$ 75,00

Resposta calculada — acervo Método TEF

A
Resolução comentada

A energia mensal produzida é de 75 kWh. A economia vale $75\cdot0{,}25=18{,}75$ reais, aproximadamente R$ 19,00.