- (ENEM 1999) Lâmpadas incandescentes são normalmente projetadas para trabalhar com a tensão da rede elétrica em que serão ligadas. Em 1997, contudo, lâmpadas projetadas para funcionar com 127 V foram retiradas do mercado e, em seu lugar, colocaram-se lâmpadas concebidas para uma tensão de 120 V . Segundo dados recentes, essa substituição representou uma mudança significativa no consumo de energia elétrica para cerca de 80 milhões de brasileiros que residem nas regiões em que a tensão da rede é de 127 V . A tabela abaixo apresenta algumas características de duas lâmpadas de 60 W , projetadas respectivamente para 127 V (antiga) e 120 V (nova), quando ambas encontram-se ligadas numa rede de 127 V .
Lámpada (projeto original)
Tensão da rede elétrica
Potência medida (watt)
Luminosidade medida (lümens)
Vída útil média (horas)
127 V
60
750
1000
127 V
65
920
452
Acender uma lâmpada de 60 W e 120 V em um local onde a tensão na tomada é de 127 V , comparativamente a uma lâmpada de 60 W e 127 V no mesmo local tem como resultado:
(A) mesma potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade.
(B) mesma potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade.
(C) maior potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade.
(D) maior potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade.
(E) menor potência, menor intensidade de luz e menor durabilidade.
| Lámpada (projeto original) | Tensão da rede elétrica | Potência medida (watt) | Luminosidade medida (lümens) | Vída útil média (horas) |
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|
127 V | 60 | 750 | 1000 |
|
|
127 V | 65 | 920 | 452 |
(A) mesma potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade.
(B) mesma potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade.
(C) maior potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade.
(D) maior potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade.
(E) menor potência, menor intensidade de luz e menor durabilidade.
Passo 1
O que o enunciado pede: comparar, quando ligadas numa rede de
, uma lâmpada projetada para
com uma lâmpada projetada para
, nos aspectos: potência consumida, intensidade de luz (luminosidade) e vida útil (durabilidade).
Dados que peguei da tabela fornecida:
Dados que peguei da tabela fornecida:
- Lâmpada projetada para
(valores medidos em rede de ): - Potência medida:
- Luminosidade medida:
- Vida útil média:
- Potência medida:
- Lâmpada projetada para
(valores medidos em rede de ): - Potência medida:
- Luminosidade medida:
- Vida útil média:
- Potência medida:
Passo 2
O que cada grandeza significa (rapidinho e didático):
- Potência
( ) é a taxa de consumo de energia elétrica — quanto mais , mais energia a lâmpada consome por unidade de tempo. - Luminosidade (em lumens) é a quantidade de luz emitida percebida; maior valor = lâmpada mais brilhante.
- Vida útil (horas) é quanto tempo, em média, a lâmpada funciona antes de queimar ou ficar inaceitavelmente fraca; maior valor = maior durabilidade.
Essas definições ajudam a interpretar diretamente os números da tabela.
Passo 3
Comparação das potências (peguei os valores da tabela):
Como
, a lâmpada projetada para
apresenta maior potência quando ligada em
.
Diferença absoluta:
Diferença absoluta:
Variação percentual aproximada:
Interpretação: ela consome cerca de
a mais de potência.
Passo 4
Comparação da luminosidade (peguei os valores da tabela):
Como
, a lâmpada projetada para
é mais luminosa quando ligada em
.
Diferença e variação percentual:
Diferença e variação percentual:
Interpretação: cerca de
mais luz percebida.
Passo 5
Comparação da vida útil (peguei os valores da tabela):
Como
, a lâmpada projetada para
tem menor durabilidade nesse uso.
Diferença absoluta e percentual de redução:
Diferença absoluta e percentual de redução:
Interpretação: dura cerca de
a menos.
Passo 6
Juntando as três comparações: ao ligar em
a lâmpada projetada para
tem potência maior (
vs
), maior luminosidade (
vs
lumens) e menor vida útil (
h vs
h). Portanto a alternativa correta é a que descreve “maior potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade”.
Passo 7
Uma explicação física, curta e útil para a prova: para uma lâmpada incandescente a resistência da lâmpada muda pouco instantaneamente, então aproximadamente
onde
é a tensão aplicada e
a resistência do filamento. Se a lâmpada é projetada para
e é ligada a
, a potência tende a aumentar porque
aumenta. Isso aumenta a temperatura do filamento, gerando mais luz (maior lumens) mas também acelerando a degradação do filamento, reduzindo a vida útil — exatamente o que os números da tabela mostram.
Resposta
(D)