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 contador: lectura anterior $14520\ \text{kWh}$, lectura actual $14835\ \text{kWh}$, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Cuántos kilovatios-hora ha consumido la familia en ese período?
2. b) Explica 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 la gráfica.

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

Sabiendo que $1\ \text{kWh} = 3.6\times10^{6}\ \text{J}$, expresa en julios una energía de $4\ \text{kWh}$. Da el resultado en notación científica.

En una factura mensual el consumo es de $240\ \text{kWh}$ y el precio del kilovatio-hora es de $10.20\ \text{\text{RD\$}\ /kWh}$. ¿Cuánto cuesta esa energía?

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

Una guagua urbana 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) Compara ese valor con los $7\ \text{L}$ cada $100\ \text{km}$ de un carro en el que viaja solo el conductor y comenta el resultado.

Una nevera 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) Estima el consumo anual de la vivienda, suponiendo que todos los bimestres son iguales.
2. b) Si el precio medio es de $9.60\ \text{\text{RD\$}\ /kWh}$, ¿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) Calcula la energía consumida, en $\text{kWh}$ (cuidado con las unidades de tiempo).
2. b) Si el precio es de $12\ \text{\text{RD\$}\ /kWh}$, ¿cuánto cuesta cocinar esa cena?

Cada litro de gasolina contiene una energía química de unos $9.5\ \text{kWh}$.

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

Un radiador eléctrico de $1.5\ \text{kW}$ se enciende $6\ \text{h}$ al día durante un mes de $30$ días.

1. a) ¿Cuántos $\text{kWh}$ consume en el mes?
2. b) ¿Cuánto cuesta esa calefacción al mes si el precio es de $9\ \text{\text{RD\$}\ /kWh}$?

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) Expresa el consumo en litros cada $100\ \text{km}$ por pasajero.

Un tren del Metro de Santo Domingo 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) Expresa 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 $\text{RD\$}\ 24$ al mes y un cargo por energía de $0.16\ \text{\text{RD\$}\ /kWh}$, como se muestra en el esquema.

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

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

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 $0.17\ \text{\text{RD\$}\ /kWh}$) se ahorrarían al año?

Un grupo de amigos quiere hacer un viaje de $300\ \text{km}$ y compara tres opciones (cada litro de combustible equivale a $9.5\ \text{kWh}$):

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

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

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

El esquema resume los datos de las tres opciones:

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

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

• Calentador eléctrico: $1.5\ \text{kW}$ durante $3\ \text{h}$ al día.

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

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

• Estufa eléctrica: $1.2\ \text{kW}$ durante $1\ \text{h}$ al día.

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

La gráfica compara la potencia de cada aparato con sus horas de uso:

1. a) Calcula los $\text{kWh}$ mensuales de cada partida.
2. b) Suma 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, razona a qué puede deberse.
4. d) Señala las dos partidas que más consumen y propón una medida concreta para reducir cada una.

Una familia tiene una tarifa eléctrica con discriminación horaria: la energía en horario valle cuesta $6\ \text{\text{RD\$}\ /kWh}$ y en horario punta $13.20\ \text{\text{RD\$}\ /kWh}$. En un mes consume $200\ \text{kWh}$ en valle y $100\ \text{kWh}$ en punta.

1. a) Calcula el costo de la energía ese mes.
2. b) Si la familia consigue trasladar $50\ \text{kWh}$ del horario punta al valle (por ejemplo, poniendo la lavadora por la noche), ¿cuál sería el nuevo costo?
3. c) ¿Qué porcentaje de ahorro supone ese cambio de hábitos? Redondea 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) Expresa la energía de ese consumo en $\text{kWh}$.
3. c) Compárala con el consumo eléctrico anual de una vivienda, $3600\ \text{kWh}$: ¿qué porcentaje representa un solo vuelo por pasajero? Comenta el resultado.