ENEM 2012
A eficiência das lâmpadas pode ser comparada utilizando a razão, considerada linear, entre a quantidade de luz produzida e o consumo. A quantidade de luz é medida pelo fluxo luminoso, cuja unidade é o lúmen (lm). O consumo está relacionado à potência elétrica da lâmpada que é medida em watt (W). Por exemplo, uma lâmpada incandescente de 40 W emite cerca de 600 lm, enquanto uma lâmpada fluorescente de 40 W emite cerca de 3 000 lm.
Disponível em: http://tecnologia.terra.com.br. Acesso em: 29 fev. 2012 (adaptado).
A eficiência de uma lâmpada incandescente de 40 W é
maior que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz menor quantidade de luz.
maior que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que produz menor quantidade de luz.
menor que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz a mesma quantidade de luz.
menor que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, pois consome maior quantidade de energia.
igual a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que consome a mesma quantidade de energia.
Resolução
A questão pede para comparar a eficiência de uma lâmpada incandescente de 40 W com outras lâmpadas, principalmente fluorescentes. A eficiência é definida no texto como a razão entre a quantidade de luz produzida (fluxo luminoso em lúmens, lm) e o consumo de energia (potência elétrica em watts, W). Ou seja:
\[ \text{Eficiência} = \frac{\text{Fluxo Luminoso (lm)}}{\text{Potência (W)}} \] Unidade de eficiência: lm/W.
1. Calcular a eficiência da lâmpada incandescente de 40 W:
O texto informa que uma lâmpada incandescente de 40 W emite cerca de 600 lm.
\[ \text{Eficiência}_{\text{incandescente 40W}} = \frac{600 \text{ lm}}{40 \text{ W}} = 15 \text{ lm/W} \]
2. Calcular a eficiência da lâmpada fluorescente de 40 W:
O texto informa que uma lâmpada fluorescente de 40 W emite cerca de 3000 lm.
\[ \text{Eficiência}_{\text{fluorescente 40W}} = \frac{3000 \text{ lm}}{40 \text{ W}} = 75 \text{ lm/W} \]
3. Analisar a lâmpada fluorescente de 8 W (mencionada nas opções A e C):
O texto afirma que a razão (eficiência) é considerada linear. Isso geralmente significa que a eficiência (lm/W) é aproximadamente constante para um determinado tipo de tecnologia (fluorescente, neste caso). Portanto, podemos assumir que a eficiência de uma lâmpada fluorescente de 8 W é semelhante à de 40 W, ou seja, cerca de 75 lm/W.
Com essa eficiência, podemos estimar o fluxo luminoso da lâmpada fluorescente de 8 W:
\[ \text{Fluxo Luminoso}_{\text{fluorescente 8W}} = \text{Eficiência} \times \text{Potência} \approx 75 \text{ lm/W} \times 8 \text{ W} = 600 \text{ lm} \]
4. Avaliar as alternativas:
- A: "maior que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz menor quantidade de luz."
- Comparação de eficiência: 15 lm/W (incandescente) é menor que ~75 lm/W (fluorescente 8W), não maior.
- Comparação de luz: 600 lm (incandescente) é igual a ~600 lm (fluorescente 8W), não menor.
- Incorreta.
- B: "maior que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que produz menor quantidade de luz."
- Comparação de eficiência: 15 lm/W (incandescente) é menor que 75 lm/W (fluorescente 40W), não maior.
- Comparação de luz: 600 lm (incandescente) é menor que 3000 lm (fluorescente 40W), não menor (a afirmação diz que a fluorescente produz *menor* quantidade de luz, o que é falso).
- Incorreta.
- C: "menor que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz a mesma quantidade de luz."
- Comparação de eficiência: 15 lm/W (incandescente) é menor que ~75 lm/W (fluorescente 8W). Correto.
- Comparação de luz: 600 lm (incandescente) é igual a ~600 lm (fluorescente 8W). Correto.
- Correta.
- D: "menor que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, pois consome maior quantidade de energia."
- Comparação de eficiência: 15 lm/W (incandescente) é menor que 75 lm/W (fluorescente 40W). Correto.
- Justificativa: Ambas têm 40 W de potência. Se usadas pelo mesmo tempo, consomem a mesma quantidade de energia (Energia = Potência x Tempo). A menor eficiência da incandescente não se deve a consumir mais energia (dada a mesma potência), mas sim a produzir menos luz para a mesma energia consumida.
- Incorreta (justificativa errada).
- E: "igual a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que consome a mesma quantidade de energia."
- Comparação de eficiência: 15 lm/W (incandescente) é diferente de 75 lm/W (fluorescente 40W), não igual.
- Comparação de energia: Consomem a mesma energia se usadas pelo mesmo tempo (mesma potência).
- Incorreta (comparação de eficiência errada).
Portanto, a alternativa correta é a C, pois a eficiência da lâmpada incandescente de 40 W (15 lm/W) é menor que a da lâmpada fluorescente de 8 W (~75 lm/W), e ambas produzem aproximadamente a mesma quantidade de luz (600 lm).
Dicas
Erros Comuns
Revisão de Conceitos
- Potência Elétrica (P): Medida da taxa na qual a energia elétrica é transferida por um circuito elétrico. A unidade no SI é o Watt (W). Indica quão rapidamente um dispositivo consome energia.
- Energia Elétrica (E): É a capacidade de realizar trabalho usando eletricidade. É calculada como o produto da potência pelo tempo (E = P × Δt). A unidade comum é o quilowatt-hora (kWh), mas no SI é o Joule (J). 1 W = 1 J/s.
- Fluxo Luminoso (Φ): Medida da quantidade total de luz visível emitida por uma fonte por unidade de tempo. A unidade é o lúmen (lm).
- Eficiência Luminosa (η): Relação entre o fluxo luminoso produzido por uma fonte de luz e a potência elétrica consumida por ela. É uma medida de quão eficientemente a energia elétrica é convertida em luz visível. \[ \eta = \frac{\text{Fluxo Luminoso (lm)}}{\text{Potência Elétrica (W)}} \] Quanto maior o valor em lm/W, mais eficiente é a lâmpada.
Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.
