Ejercicios: Estimación de la energía consumida en la vida cotidiana

En la factura de la luz de la casa de Irene aparece la lectura del medidor: lectura anterior $14520\ \text{kWh}$, lectura actual $14835\ \text{kWh}$, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Cuántos kilovatios-hora consumió la familia en ese período?
2. b) Explicá cómo se obtiene ese dato a partir de las dos lecturas.

Un microondas tiene una potencia de $0,8\ \text{kW}$ y funciona durante $0,5\ \text{h}$, como se muestra en el gráfico.

1. a) Calculá la energía que consume, en $\text{kWh}$.
2. b) El kilovatio-hora, ¿es una unidad de potencia o de energía? Justificalo a partir de cómo se calcula.

Sabiendo que $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$, expresá en julios una energía de $4\ \text{kWh}$. Dá el resultado en notación científica.

En una factura mensual el consumo es de $240\ \text{kWh}$ y el precio del kilovatio-hora es de $170\ \text{\$/kWh}$. ¿Cuánto cuesta esa energía?

Un auto consume $6\ \text{L}$ de nafta cada $100\ \text{km}$ y su tanque tiene $42\ \text{L}$. ¿Cuántos kilómetros puede recorrer con el tanque lleno?

Un colectivo urbano consume $35\ \text{L}$ de gasoil cada $100\ \text{km}$ y lleva $50$ pasajeros.

1. a) ¿Cuántos litros cada $100\ \text{km}$ le corresponden a cada pasajero?
2. b) Compará ese valor con los $7\ \text{L}$ cada $100\ \text{km}$ de un auto en el que viaja solo el conductor y comentá el resultado.

Una heladera tiene una potencia media de $150\ \text{W}$ y está enchufada las $24\ \text{h}$ del día. ¿Cuánta energía consume en un día, en $\text{kWh}$?

Una vivienda consume en promedio $320\ \text{kWh}$ al mes. ¿Cuál es su consumo anual, en $\text{kWh}$?

La factura bimestral de la luz de una familia indica un consumo de $460\ \text{kWh}$.

1. a) Estimá el consumo anual de la vivienda, suponiendo que todos los bimestres son iguales.
2. b) Si el precio medio es de $160\ \text{\$/kWh}$, ¿cuánto gasta la familia en electricidad al año?

Un horno eléctrico de $2,2\ \text{kW}$ está encendido $45\ \text{min}$ para cocinar una cena.

1. a) Calculá la energía consumida, en $\text{kWh}$ (cuidado con las unidades de tiempo).
2. b) Si el precio es de $200\ \text{\$/kWh}$, ¿cuánto cuesta cocinar esa cena?

Cada litro de nafta contiene una energía química de unos $9,5\ \text{kWh}$.

1. a) Un auto consume $6\ \text{L}$ cada $100\ \text{km}$: ¿cuánta energía, en $\text{kWh}$, gasta en ese recorrido?
2. b) Expresá el consumo del auto en $\text{kWh/km}$.

Una ducha usa $50\ \text{L}$ de agua ($50\ \text{kg}$) que hay que calentar desde $15\ ^\circ\text{C}$ hasta $35\ ^\circ\text{C}$. El calor específico del agua es $c_e = 4180\ \text{J/(kg}\cdot^\circ\text{C)}$.

La figura resume los datos del calentamiento del agua:

1. a) Calculá la energía necesaria, en julios, usando $Q = m\cdot c_e\cdot\Delta T$.
2. b) Pasala a $\text{kWh}$, sabiendo que $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$, y redondeá el resultado a un decimal.

Una estufa eléctrica de $1,5\ \text{kW}$ se enciende $6\ \text{h}$ por día durante un mes de $30$ días.

1. a) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consume en el mes?
2. b) ¿Cuánto cuesta esa calefacción por mes si el precio es de $150\ \text{\$/kWh}$?

Un avión consume $1600\ \text{L}$ de queroseno en un trayecto de $400\ \text{km}$ con $160$ pasajeros.

1. a) ¿Cuántos litros le corresponden a cada pasajero en ese trayecto?
2. b) Expresá el consumo en litros cada $100\ \text{km}$ por pasajero.

Un tren de cercanías consume $300\ \text{kWh}$ en un trayecto de $50\ \text{km}$ en el que viajan $150$ personas.

1. a) ¿Cuánta energía le corresponde a cada pasajero en ese trayecto?
2. b) Expresá el consumo en $\text{kWh}$ cada $100\ \text{km}$ por pasajero.

Una factura de la luz tiene dos partidas: un cargo fijo por potencia de $\$24$ al mes y un cargo por energía de $0,16\ \text{\$/kWh}$, como se muestra en el esquema.

1. a) Si el consumo del mes fue de $300\ \text{kWh}$, ¿cuál es el importe total de la factura, sin contar impuestos?
2. b) ¿Qué porcentaje del total corresponde al cargo fijo? Redondeá a un decimal.

Una vivienda consume $4200\ \text{kWh}$ al año, mientras que el consumo medio de los hogares españoles es de unos $3500\ \text{kWh}$ al año, como se muestra en el gráfico.

1. a) ¿En qué porcentaje supera esa vivienda el consumo medio?
2. b) Si el $30\ \%$ del consumo de esa vivienda corresponde a la calefacción eléctrica, ¿cuántos $\text{kWh}$ son?
3. c) Bajar el termostato un grado ahorra un $10\ \%$ de la energía de calefacción. ¿Cuántos $\text{kWh}$ y cuántos pesos (a $0,17\ \text{\$/kWh}$) se ahorrarían al año?

En la casa de Ionut viven cuatro personas y cada una se ducha a diario con $60\ \text{L}$ de agua ($60\ \text{kg}$) que se calienta desde $14\ ^\circ\text{C}$ hasta $34\ ^\circ\text{C}$. El calor específico del agua es $c_e = 4180\ \text{J/(kg}\cdot^\circ\text{C)}$.

1. a) Calculá la energía de una ducha usando $Q = m\cdot c_e\cdot\Delta T$ y expresala en $\text{kWh}$ redondeando a un decimal (recordá: $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$).
2. b) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consume la familia en duchas durante un mes de $30$ días?
3. c) ¿Cuánto cuestan esas duchas al año si el precio medio es de $0,15\ \text{\$/kWh}$?

Un grupo de amigos quiere hacer un viaje de $300\ \text{km}$ y compara tres opciones (cada litro de combustible equivale a $9,5\ \text{kWh}$):

• Auto de nafta que consume $6\ \text{L}$ cada $100\ \text{km}$, con $2$ ocupantes.

• Colectivo que consume $30\ \text{L}$ cada $100\ \text{km}$, con $40$ pasajeros.

• Tren eléctrico que consume $3000\ \text{kWh}$ en todo el trayecto, con $200$ pasajeros.

El esquema resume los datos de las tres opciones:

1. a) Calculá la energía total del trayecto en cada opción, en $\text{kWh}$.
2. b) Calculá la energía por pasajero en cada opción y ordenalas de menor a mayor consumo.
3. c) El auto es la peor opción con $2$ ocupantes. ¿Cómo cambiaría el resultado si viajaran $4$ personas en él? Justificalo con el cálculo.

La familia de Nerea hace una auditoría energética de su casa. Estimá el consumo mensual ($30$ días) de cada aparato:

• Termotanque eléctrico: $1,5\ \text{kW}$ durante $3\ \text{h}$ al día.

• Heladera: $100\ \text{W}$ durante $24\ \text{h}$ al día.

• Lavarropas: $1\ \text{kW}$ durante $1\ \text{h}$ al día.

• Anafe eléctrico: $1,2\ \text{kW}$ durante $1\ \text{h}$ al día.

• Iluminación: $60\ \text{W}$ durante $5\ \text{h}$ al día.

El gráfico compara la potencia de cada aparato con sus horas de uso:

1. a) Calculá los $\text{kWh}$ mensuales de cada partida.
2. b) Sumá el consumo total estimado.
3. c) La factura real es de unos $250\ \text{kWh}$ al mes. Si la estimación no coincide con la factura, razoná a qué puede deberse.
4. d) Señalá las dos partidas que más consumen y proponé una medida concreta para reducir cada una.

Un auto a nafta consume $6,5\ \text{L}$ cada $100\ \text{km}$ y un auto eléctrico equivalente consume $16\ \text{kWh}$ cada $100\ \text{km}$. Dato: cada litro de nafta contiene unos $9,5\ \text{kWh}$ de energía.

1. a) Expresá el consumo del auto a nafta en $\text{kWh}$ cada $100\ \text{km}$.
2. b) ¿Cuántas veces más energía gasta el de nafta que el eléctrico en ese recorrido? Redondeá a un decimal. Explicá a qué se debe esa diferencia tan grande, sabiendo que un motor térmico pierde en forma de calor alrededor de dos tercios de la energía del combustible.
3. c) Calculá el costo de cada uno cada $100\ \text{km}$ si la nafta cuesta $1\,550\ \text{\$/L}$ y la electricidad $150\ \text{\$/kWh}$.

Una familia tiene una tarifa eléctrica con discriminación horaria: la energía en horario valle cuesta $100\ \text{\$/kWh}$ y en horario pico $220\ \text{\$/kWh}$. En un mes consume $200\ \text{kWh}$ en valle y $100\ \text{kWh}$ en pico.

1. a) Calculá el costo de la energía ese mes.
2. b) Si la familia consigue trasladar $50\ \text{kWh}$ del horario pico al valle (por ejemplo, poniendo el lavarropas por la noche), ¿cuál sería el nuevo costo?
3. c) ¿Qué porcentaje de ahorro supone ese cambio de hábitos? Redondeá a un decimal.

En un vuelo, cada pasajero consume unos $2,5\ \text{L}$ de combustible cada $100\ \text{km}$. Un vuelo de $1800\ \text{km}$ une dos ciudades. Dato: cada litro de combustible equivale a $9,5\ \text{kWh}$.

1. a) ¿Cuántos litros consume cada pasajero en ese vuelo?
2. b) Expresá la energía de ese consumo en $\text{kWh}$.
3. c) Compará ese valor con el consumo eléctrico anual de una vivienda, $3600\ \text{kWh}$: ¿qué porcentaje representa un solo vuelo por pasajero? Comentá el resultado.