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 consumió la familia en ese periodo?
2. b) Explique 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) Calcule la energía que consume, en $\text{kWh}$.
2. b) El kilovatio-hora, ¿es una unidad de potencia o de energía? Justifíquelo a partir de cómo se calcula.

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

En una factura mensual el consumo es de $240\ \text{kWh}$ y el precio del kilovatio-hora es de $4.25\ \text{\text{L}\ /kWh}$. ¿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?

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

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

Una refrigeradora tiene una potencia media de $150\ \text{W}$ y está conectada 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 energía eléctrica de una familia indica un consumo de $460\ \text{kWh}$.

1. a) Estime el consumo anual de la vivienda, suponiendo que todos los bimestres son iguales.
2. b) Si el precio medio es de $4\ \text{\text{L}\ /kWh}$, ¿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) Calcule la energía consumida, en $\text{kWh}$ (cuidado con las unidades de tiempo).
2. b) Si el precio es de $5\ \text{\text{L}\ /kWh}$, ¿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) Exprese 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 $3.75\ \text{\text{L}\ /kWh}$?

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) Exprese 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) Exprese el consumo en $\text{kWh}$ cada $100\ \text{km}$ por pasajero.

Una factura de la luz tiene dos partidas: un término fijo de potencia de $\text{L}\ 24$ al mes y un término de energía de $0.16\ \text{\text{L}\ /kWh}$, como se muestra en el esquema.

1. a) Si el consumo del mes ha sido de $300\ \text{kWh}$, ¿cuál es el importe total de la factura, sin contar impuestos?
2. b) ¿Qué porcentaje del total corresponde al término fijo? Redondea 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 lempiras (a $0.17\ \text{\text{L}\ /kWh}$) 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.

• Bus 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) Calcule la energía total del trayecto en cada opción, en $\text{kWh}$.
2. b) Calcule la energía por pasajero en cada opción y ordénelas 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? Justifíquelo con el cálculo.

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

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

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

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

• Cocina 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) Calcule los $\text{kWh}$ mensuales de cada partida.
2. b) Sume 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, razone a qué puede deberse.
4. d) Señale las dos partidas que más consumen y proponga una medida concreta para reducir cada una.

Un carro de gasolina consume $6.5\ \text{L}$ cada $100\ \text{km}$ y un carro eléctrico equivalente consume $16\ \text{kWh}$ cada $100\ \text{km}$. Dato: cada litro de gasolina contiene unos $9.5\ \text{kWh}$ de energía.

1. a) Exprese el consumo del carro de gasolina en $\text{kWh}$ cada $100\ \text{km}$.
2. b) ¿Cuántas veces más energía gasta el de gasolina que el eléctrico en ese recorrido? Redondee a un decimal. Explique 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) Calcule el costo de cada uno cada $100\ \text{km}$ si la gasolina cuesta $38.75\ \text{\text{L}\ /L}$ y la electricidad $3.75\ \text{\text{L}\ /kWh}$.

Una familia tiene una tarifa eléctrica con discriminación horaria: la energía en horario valle cuesta $2.50\ \text{\text{L}\ /kWh}$ y en horario punta $5.50\ \text{\text{L}\ /kWh}$. En un mes consume $200\ \text{kWh}$ en valle y $100\ \text{kWh}$ en punta.

1. a) Calcule el costo de la energía ese mes.
2. b) Si la familia logra 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? Redondee 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) Exprese la energía de ese consumo en $\text{kWh}$.
3. c) Compárela con el consumo eléctrico anual de una vivienda, $3600\ \text{kWh}$: ¿qué porcentaje representa un solo vuelo por pasajero? Comente el resultado.