O ponto de partida. Cada opção faz duas afirmações: uma sobre a energia que a lâmpada consome e outra sobre a energia que ela dissipa por efeito Joule. Decide-as uma de cada vez. Para a primeira precisas da definição de potência; para a segunda, de um balanço de energia: a energia que a lâmpada recebe do circuito sai como luz (a energia útil) ou é dissipada, aquecendo a lâmpada e a vizinhança.
1.º — a energia consumida: decide-a a potência
A potência de um componente é a energia que ele recebe por unidade de tempo. Para um intervalo de tempo Δt:
E=PΔtO enunciado fixa o mesmo Δt para as duas lâmpadas e diz que a lâmpada LED tem menor potência. Logo, no mesmo intervalo de tempo, a lâmpada LED consome menos energia. Isto elimina (C) e (D).
2.º — a energia dissipada: faz o balanço
Escreve o balanço de energia da lâmpada:
Econsumida=Euˊtil+EdissipadaA energia útil de uma lâmpada é a que sai como luz. O enunciado diz que as duas lâmpadas dão a mesma intensidade luminosa: a energia útil é a mesma nas duas. Então
Edissipada=Econsumida−Euˊtilé menor na lâmpada que consome menos — a LED. A energia que a lâmpada antiga recebia a mais ia toda para o aquecimento (é por isso que as lâmpadas antigas aqueciam tanto). A lâmpada LED dissipa menos energia por efeito Joule.
Resposta: opção (B) — menos energia e dissipam menos energia por efeito Joule.
o rendimento confirma
O rendimento é a fração da energia consumida que se torna útil: η=EconsumidaEuˊtil. Com a mesma energia útil e menos energia consumida, o rendimento da lâmpada LED é maior. É exatamente esse o motivo pelo qual se substituem as lâmpadas: um rendimento maior quer dizer menos energia desperdiçada em aquecimento.
a origem de cada opção errada
- (A) menos energia e dissipam mais energia por efeito Joule — acerta no consumo, mas tropeça na resistência. Quem associa «menor resistência» a «mais corrente», e «mais corrente» a «mais aquecimento», conclui que a LED aquece mais. Só que a energia dissipada não pode ser maior do que a consumida menos a luz emitida: se a LED consome menos e dá a mesma luz, dissipa menos.
- (C) mais energia e dissipam menos energia por efeito Joule — erra o consumo. É a leitura de quem pensa que uma resistência menor deixa passar mais corrente e, por isso, «gasta mais». Mas o enunciado dá diretamente a potência, e a potência menor decide: E=PΔt.
- (D) mais energia e dissipam mais energia por efeito Joule — os dois erros juntos: descreve a lâmpada antiga, não a LED. É a opção de quem trocou a ordem da comparação («as lâmpadas anteriores, comparativamente às LED»).
onde se perdem pontos
Item de escolha múltipla: é tudo ou nada. Os 10 pontos vêm inteiros ou não vêm — não há crédito parcial, e errar não desconta.
- Decidir pela resistência em vez da potência. A resistência menor é uma informação que convida a raciocinar com a corrente, e a corrente não é dada. A potência é dada, e é ela que diz a energia consumida.
- Esquecer a «mesma intensidade luminosa». É esta frase que fixa a energia útil e permite comparar a energia dissipada. Sem ela, não havia como decidir a segunda metade da opção.
- Ler só metade da opção. Duas opções dizem «menos energia» e só uma tem a segunda metade certa.
- Deixar em branco. Errar não tira pontos; o branco vale 0 de certeza. Mesmo com dúvidas entre duas opções, escolhe uma.
- Escrever duas respostas. Os critérios gerais dizem que, se aparecer mais do que uma resposta ao mesmo item, só se classifica a que surgir em primeiro lugar. Riscar mal ou acrescentar «ou (…)» não salva nada.
- Não indicar a versão da prova. Os critérios são claros: sem indicação inequívoca da versão, todos os itens de seleção valem zero. Esta chave é a da Versão 1; na Versão 2 as opções estão por outra ordem.
a regra a fixar
A energia consumida decide-se pela potência e pelo tempo: E=PΔt. A energia dissipada decide-se pelo balanço: o que entra é igual ao que sai como energia útil mais o que se dissipa. Quando dois aparelhos fazem o mesmo trabalho útil (a mesma luz, o mesmo aquecimento, a mesma elevação de uma carga), o que consome menos é também o que dissipa menos — e o que tem maior rendimento.