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 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 $6,80\ \text{\$/kWh}$. ¿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 ómnibus 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 $6,40\ \text{\$/kWh}$, ¿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 $8\ \text{\$/kWh}$, ¿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 $6\ \text{h}$ 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 $6\ \text{\$/kWh}$?

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 rubros: un cargo fijo de potencia de $\$24$ al mes y un cargo de 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 todos los días 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 a nafta que consume $6\ \text{L}$ cada $100\ \text{km}$, con $2$ ocupantes.

• Ómnibus 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) Calculá la energía total del trayecto en cada opción, en $\text{kWh}$.
2. b) Calculá la energía por viajero 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:

• Termo 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.

• Cocina eléctrica: $1,2\ \text{kW}$ 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.

Una familia tiene una tarifa eléctrica con discriminación horaria: la energía en horario valle cuesta $4\ \text{\$/kWh}$ y en horario punta $8,80\ \text{\$/kWh}$. En un mes consume $200\ \text{kWh}$ en valle y $100\ \text{kWh}$ en punta.

1. a) Calculá 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? 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.