Exercícios: Estimativa da energia consumida no dia a dia

Na fatura de energia elétrica da casa da Irene aparece a leitura do medidor: leitura anterior $14520\ \text{kWh}$, leitura atual $14835\ \text{kWh}$, como mostra a figura.

1. a) Quantos quilowatts-hora a família consumiu nesse período?
2. b) Explique como se obtém esse valor a partir das duas leituras.

Um micro-ondas tem uma potência de $0,8\ \text{kW}$ e funciona durante $0,5\ \text{h}$, como mostra o gráfico.

1. a) Calcule a energia que ele consome, em $\text{kWh}$.
2. b) O quilowatt-hora é uma unidade de potência ou de energia? Justifique a partir da forma como ele é calculado.

Sabendo que $1\ \text{kWh} = 3,6\cdot10^{6}\ \text{J}$, expresse em joules uma energia de $4\ \text{kWh}$. Apresente o resultado em notação científica.

Em uma conta mensal, o consumo é de $240\ \text{kWh}$ e o preço do quilowatt-hora é de $0,17\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$. Quanto custa essa energia?

Um carro consome $6\ \text{L}$ de gasolina a cada $100\ \text{km}$ e o seu tanque tem $42\ \text{L}$. Quantos quilômetros ele pode percorrer com o tanque cheio?

Um ônibus urbano consome $35\ \text{L}$ de diesel a cada $100\ \text{km}$ e transporta $50$ passageiros.

1. a) Quantos litros a cada $100\ \text{km}$ correspondem a cada passageiro?
2. b) Compare esse valor com os $7\ \text{L}$ a cada $100\ \text{km}$ de um carro no qual viaja apenas o motorista e comente o resultado.

Uma geladeira tem uma potência média de $150\ \text{W}$ e fica ligada às $24\ \text{h}$ do dia. Quanta energia ela consome em um dia, em $\text{kWh}$?

Uma residência consome em média $320\ \text{kWh}$ por mês. Qual é o seu consumo anual, em $\text{kWh}$?

A conta bimestral de energia elétrica de uma família indica um consumo de $460\ \text{kWh}$.

1. a) Estime o consumo anual da residência, supondo que todos os bimestres são iguais.
2. b) Se o preço médio for de $0,16\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$, quanto a família gasta em energia elétrica por ano?

Um forno elétrico de $2,2\ \text{kW}$ está ligado durante $45\ \text{min}$ para preparar um jantar.

1. a) Calcule a energia consumida, em $\text{kWh}$ (atente para as unidades de tempo).
2. b) Se o preço for de $0,20\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$, quanto custa preparar esse jantar?

Cada litro de gasolina contém uma energia química de cerca de $9,5\ \text{kWh}$.

1. a) Um carro consome $6\ \text{L}$ a cada $100\ \text{km}$: quanta energia, em $\text{kWh}$, gasta nesse percurso?
2. b) Expresse o consumo do carro em $\text{kWh/km}$.

Um aquecedor elétrico de $1,5\ \text{kW}$ é ligado durante $6\ \text{h}$ por dia durante um mês de $30$ dias.

1. a) Quantos $\text{kWh}$ ele consome no mês?
2. b) Quanto custa esse aquecimento por mês se o preço for de $0,15\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$?

Um avião consome $1600\ \text{L}$ de querosene num trajeto de $400\ \text{km}$ com $160$ passageiros.

1. a) Quantos litros correspondem a cada passageiro nesse trajeto?
2. b) Expresse o consumo em litros a cada $100\ \text{km}$ por passageiro.

Um trem suburbano consome $300\ \text{kWh}$ num trajeto de $50\ \text{km}$ no qual viajam $150$ pessoas.

1. a) Quanta energia corresponde a cada passageiro nesse trajeto?
2. b) Expresse o consumo em $\text{kWh}$ a cada $100\ \text{km}$ por passageiro.

Uma conta de luz tem duas parcelas: um termo fixo de potência de $\text{R\$}\ 24$ por mês e um termo de energia de $0,16\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$, como mostra o esquema.

1. a) Se o consumo do mês tiver sido de $300\ \text{kWh}$, qual é o valor total da conta, sem contar os impostos?
2. b) Que porcentagem do total corresponde ao termo fixo? Arredonde para uma casa decimal.

Uma residência consome $4200\ \text{kWh}$ por ano, enquanto o consumo médio dos lares brasileiros é de cerca de $3500\ \text{kWh}$ por ano, como mostra o gráfico.

1. a) Em que porcentagem essa residência supera o consumo médio?
2. b) Se $30\ \%$ do consumo dessa residência corresponder ao aquecimento elétrico, quantos $\text{kWh}$ são?
3. c) Baixar o termostato um grau economiza $10\ \%$ da energia de aquecimento. Quantos $\text{kWh}$ e quantos reais (a $0,17\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$) seriam economizados por ano?

Um grupo de amigos quer fazer uma viagem de $300\ \text{km}$ e compara três opções (cada litro de combustível equivale a $9,5\ \text{kWh}$):

• Carro a gasolina que consome $6\ \text{L}$ a cada $100\ \text{km}$, com $2$ ocupantes.

• Ônibus que consome $30\ \text{L}$ a cada $100\ \text{km}$, com $40$ passageiros.

• Trem elétrico que consome $3000\ \text{kWh}$ em todo o trajeto, com $200$ passageiros.

O esquema resume os dados das três opções:

1. a) Calcule a energia total do trajeto em cada opção, em $\text{kWh}$.
2. b) Calcule a energia por passageiro em cada opção e ordene-as em ordem crescente de consumo.
3. c) O carro é a pior opção com $2$ ocupantes. Como mudaria o resultado se viajassem $4$ pessoas nele? Justifique com o cálculo.

A família da Larissa faz uma auditoria energética da sua casa. Estime o consumo mensal ($30$ dias) de cada aparelho:

• Aquecedor de água elétrico: $1,5\ \text{kW}$ durante $3\ \text{h}$ por dia.

• Geladeira: $100\ \text{W}$ durante $24\ \text{h}$ por dia.

• Máquina de lavar roupa: $1\ \text{kW}$ durante $1\ \text{h}$ por dia.

• Cooktop vitrocerâmico: $1,2\ \text{kW}$ durante $1\ \text{h}$ por dia.

• Iluminação: $60\ \text{W}$ durante $5\ \text{h}$ por dia.

O gráfico compara a potência de cada aparelho com as suas horas de uso:

1. a) Calcule os $\text{kWh}$ mensais de cada parcela.
2. b) Some o consumo total estimado.
3. c) A fatura real é de cerca de $250\ \text{kWh}$ por mês. Se a estimativa não coincidir com a fatura, justifique a que isso pode se dever.
4. d) Identifique as duas parcelas que mais consomem e proponha uma medida concreta para reduzir cada uma delas.

Um carro a gasolina consome $6,5\ \text{L}$ a cada $100\ \text{km}$ e um carro elétrico equivalente consome $16\ \text{kWh}$ a cada $100\ \text{km}$. Dado: cada litro de gasolina contém cerca de $9,5\ \text{kWh}$ de energia.

1. a) Expresse o consumo do carro a gasolina em $\text{kWh}$ a cada $100\ \text{km}$.
2. b) Quantas vezes mais energia gasta o carro a gasolina do que o elétrico nesse percurso? Arredonde para uma casa decimal. Explique a que se deve essa diferença tão grande, sabendo que um motor térmico perde sob a forma de calor cerca de dois terços da energia do combustível.
3. c) Calcule o custo de cada um a cada $100\ \text{km}$ se a gasolina custar $1,55\ \text{\text{R\$}\ /L}$ e a eletricidade $0,15\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$.

Uma família tem uma tarifa de energia elétrica com diferenciação por horário (tarifa branca): a energia em horário fora de ponta custa $0,10\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$ e em horário de ponta custa $0,22\ \text{\text{R\$}\ /kWh}$. Em um mês, consome $200\ \text{kWh}$ fora de ponta e $100\ \text{kWh}$ em horário de ponta.

1. a) Calcule o custo da energia nesse mês.
2. b) Se a família conseguir transferir $50\ \text{kWh}$ do horário de ponta para o horário fora de ponta (por exemplo, ligando a máquina de lavar roupa durante a noite), qual seria o novo custo?
3. c) Que porcentagem de economia essa mudança de hábitos representa? Arredonde para uma casa decimal.

Num voo, cada passageiro consome cerca de $2,5\ \text{L}$ de combustível a cada $100\ \text{km}$. Um voo de $1800\ \text{km}$ liga duas cidades. Dado: cada litro de combustível equivale a $9,5\ \text{kWh}$.

1. a) Quantos litros consome cada passageiro nesse voo?
2. b) Expresse a energia desse consumo em $\text{kWh}$.
3. c) Compare-a com o consumo elétrico anual de uma residência, $3600\ \text{kWh}$: que porcentagem representa um único voo por passageiro? Comente o resultado.