Uma lâmpada de filamento de tungstênio de 100 W , aproveitando-se das perdas resistivas de seu filamento, absorve 100 joules de energia a cada segundo quando está ligada em uma tomada. Quanto de energia luminosa por segundo você espera que seja produzida, sendo que o princípio da conservação da energia deve ser preservado?

Passo 1

O enunciado fala de uma lâmpada de filamento de tungstênio marcada como 100 W, o que significa que ela absorve 100 J de energia da rede a cada segundo. O conteúdo aqui é o Princípio da Conservação da Energia, que diz que toda energia fornecida a um sistema ( 100 J/s) deve aparecer na forma de energia de saída (calor + luz).

Passo 2

Identificamos a energia que entra no filamento: são 100 J por segundo (isto é, 100 W). Pelo Princípio da Conservação da Energia, a soma da energia térmica (calor) mais a energia luminosa emitida pela lâmpada deve igualar os 100 J/s que entram.

Passo 3

Se quisermos saber “quanto de energia luminosa por segundo” é produzido no máximo possível, basta admitir uma conversão total em luz (isto é, nenhuma perda térmica), o que daria
\text{energia luminosa}_{\max} = 100\\ \text{J/s}. Na prática, sabemos que parte grande dessa energia vira calor e só uma fração vira luz, mas teoricamente o limite superior dado pela conservação de energia é 100 J/s.

Resposta

Por conservação de energia, a lâmpada não pode emitir mais do que 100 J de luz por segundo.

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