As necessidades de iluminação de uma sala de ala são supridas por 30 lâmpadas fluorescentes, cada uma consumindo 80 W de eletricidade. As luzes da sala de aula ficam acesas 12 horas por dia, 250 dias por ano. Ao custo unitário de 7 centavos por k W, determine o custo anual de energia necessária para iluminar essa sala de aula. Discuta também o efeito da iluminação sobre as necessidades de aquecimento e condicionamento de ar da sala.

Passo 1

Beleza, vamos entender o problema primeiro. A questão é de consumo de energia elétrica e custo, e ainda de como a iluminação afeta o aquecimento e o ar-condicionado.
O que temos:
• 30 lâmpadas de 80 W cada
• Funcionam 12 h por dia, 250 dias por ano
• Tarifa de R$ 0,07 por kWh
O que vamos usar:
  • Conversão de watts para quilowatts (kW)
  • Cálculo de energia (E = potência × tempo)
  • Multiplicação pelo custo unitário
  • Noções de calor gerado pela iluminação e seu impacto no conforto térmico

Passo 2

Primeiro, convertemos a potência total das lâmpadas em kW. Cada lâmpada consome 80 W, e são 30 lâmpadas, então:
Ptotal = 30 times 80;W = 2400;W = 2,4;kW

Passo 3

Agora calculamos a energia consumida por dia. Energia (E) é potência § vezes tempo (t):
Edia = Ptotal times t = 2,4;kW times 12;h = 28,8;kWh/dia

Passo 4

Em seguida, energia anual, multiplicando pelos 250 dias:
Eano = 28,8;kWh/dia times 250;dias = 7200;kWh/ano

Passo 5

Para achar o custo, multiplica-se a energia anual pela tarifa de R$ 0,07/kWh:
0,07/kWh: [ Cano = 7200;kWh times 0,07;R

Passo 6

Agora, a parte do aquecimento e do ar-condicionado:
  • Cada lâmpada transforma quase toda a energia elétrica em calor. Logo, durante o inverno, esse calor “grátis” ajuda a aquecer a sala, reduzindo um pouco o gasto com aquecimento.
  • No verão, esse calor extra vira um problema: o ar-condicionado precisa trabalhar mais para retirar esse calor, aumentando o consumo de refrigeração.

Resposta

O custo anual com iluminação é de R$ 504,00.
Quanto ao conforto térmico, a iluminação gera calor que diminui a necessidade de aquecer a sala no inverno, mas aumenta a carga de refrigeração no verão.

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