Questão 111 — ENEM 2021 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletrodinâmica (potência e energia elétrica)
• ⚡ Nível: Fácil — exige apenas aplicar a relação E = P × t com conversão correta de unidades.
• 🎯 Tema/Habilidade: Cálculo de consumo de energia elétrica (kWh) a partir de potência nominal e tempo de uso; competência de resolver situações-problema envolvendo grandezas elétricas do cotidiano (H5/H6 da área de Ciências da Natureza).
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Calcule quanto de energia elétrica (em kWh) o ferro elétrico consome em um mês, sabendo sua potência e o tempo diário de uso."
• Palavras-chave decisivas: potência nominal (750 W), 30 minutos por dia, 30 dias
• Armadilha típica: esquecer de converter watts para quilowatts ou minutos para horas — ou usar o tempo diário (0,5 h) sem multiplicar pelos 30 dias do mês, o que faz o candidato cair em uma alternativa "parcial" como a A ou a B.
• O que a resposta precisa demonstrar: domínio da fórmula de energia elétrica (E = P × t) e da coerência entre as unidades usadas (potência em kW, tempo em h, resultado em kWh) para chegar ao consumo mensal total.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Potência elétrica (P): taxa de conversão de energia elétrica em outra forma de energia (no caso, calor, pelo efeito Joule) por unidade de tempo. É a informação que o fabricante grava na etiqueta do aparelho, geralmente em watts (W).
• Energia elétrica consumida (E): quantidade total de energia efetivamente transformada pelo aparelho ao longo de um intervalo de tempo, calculada por E = P × t. É essa grandeza que a companhia elétrica cobra na conta de luz.
• Unidade prática kWh (quilowatt-hora): unidade de energia usada comercialmente porque valores em joule seriam números enormes e pouco práticos. 1 kWh equivale à energia consumida por um aparelho de 1 kW funcionando durante 1 hora.
• Conversões necessárias: 1000 W = 1 kW; 60 min = 1 h. Para o resultado sair diretamente em kWh, a potência deve estar em kW e o tempo em horas.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1 (figura): a etiqueta do ferro elétrico mostra "115 VCA / 750 W" → a tensão (115 V) é informação de contexto sobre a rede elétrica do aparelho, mas o dado realmente necessário para o cálculo de energia é a potência: 750 W.
• Evidência 2 (texto): "utilizado, em média, 30 minutos por dia, durante 30 dias" → define o tempo de uso diário (30 min = 0,5 h) e o número de dias do mês considerado (30 dias), que juntos formam o tempo total mensal de funcionamento.
• Síntese: a questão fornece exatamente os dois ingredientes da fórmula E = P × t — potência (750 W) e tempo total de uso no mês (30 min × 30 dias) — bastando organizar as unidades em kW e h para obter o consumo em kWh.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Converter a potência para quilowatts

A etiqueta indica P = 750 W. Como a resposta é pedida em kWh, é preciso trabalhar com a potência em kW:

P = 750 W ÷ 1000 = 0,75 kW

Subpasso 4.2 — Calcular o tempo total de uso no mês, em horas

O ferro é usado 30 minutos por dia. Convertendo para horas:

t(dia) = 30 min ÷ 60 = 0,5 h por dia

Como esse uso se repete durante 30 dias (um mês), o tempo total é:

t(total) = 0,5 h/dia × 30 dias = 15 h

Subpasso 4.3 — Aplicar E = P × t e verificar

Agora basta multiplicar a potência (em kW) pelo tempo total (em h):

E = P × t = 0,75 kW × 15 h = 11,25 kWh

Arredondando para o valor mais próximo apresentado nas alternativas: E ≈ 11,3 kWh.

Verificação de coerência: um ferro elétrico de 750 W é um aparelho de potência moderada (bem menor que um chuveiro elétrico, que costuma ter 4000-5500 W). Usado apenas 15 horas no mês, é esperado um consumo relativamente baixo — cerca de 11 kWh está de acordo com essa ordem de grandeza, o que reforça a confiança no resultado.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 0,87

❌ Incorreta: esse valor não corresponde a nenhuma combinação coerente de P × t com os dados fornecidos; é baixo demais mesmo considerando apenas alguns minutos de uso, sugerindo erro grosseiro de conversão (por exemplo, dividir por 1000 duas vezes ou usar o tempo em segundos sem ajuste correto).

B) 1,73

❌ Incorreta: valor típico de quem calcula apenas o consumo de um único dia de uso (E = 0,75 kW × 0,5 h = 0,375 kWh) e ainda assim erra a conta, ou de quem confunde o número de dias com outro fator; de todo modo, é um resultado muito abaixo do consumo mensal real e não corresponde a nenhuma etapa correta do cálculo.

C) 3,45

❌ Incorreta: fica entre o consumo diário e o mensal corretos, indicando um erro de multiplicação (por exemplo, considerar apenas parte dos 30 dias, como se o aparelho fosse usado 10 dias ao invés de 30). Não é compatível com "30 minutos por dia durante 30 dias".

D) 11,3

✅ Correta: é exatamente o resultado de E = P × t com as unidades certas: 0,75 kW × 15 h = 11,25 kWh, arredondado para 11,3 kWh. Essa é a única alternativa que usa corretamente a potência convertida em kW e o tempo total mensal (30 min/dia × 30 dias = 15 h).

E) 22,5

❌ Incorreta: é o dobro do valor correto (11,25 × 2 = 22,5). Esse erro surge tipicamente de contar o tempo diário como 1 hora em vez de 0,5 hora (esquecendo de converter os 30 minutos corretamente, ou interpretando "30 minutos" como uma hora completa por engano).

🏆 Gabarito: D — o consumo mensal correto é E = P × t = 0,75 kW × 15 h = 11,25 kWh ≈ 11,3 kWh, valor obtido ao converter corretamente a potência para quilowatts e o tempo total de uso mensal para horas.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: somente a alternativa D reflete o produto correto entre a potência do aparelho (convertida para kW) e o tempo total de uso no mês (convertido para horas); todas as demais alternativas resultam de erros de conversão de unidade ou de esquecer a multiplicação pelos 30 dias.
• Padrão de cobrança: o ENEM cobra com frequência questões de "conta de luz"/consumo de eletrodomésticos, sempre girando em torno da mesma fórmula E = P × t, variando apenas os dados (potência, tempo diário, número de dias, e às vezes pedindo o custo em reais a partir da tarifa por kWh).
• Generalização: para qualquer problema de consumo elétrico, siga sempre a mesma rotina: (1) converta a potência de W para kW dividindo por 1000; (2) converta o tempo de uso de minutos para horas dividindo por 60; (3) multiplique pelo número de repetições (dias, meses) para obter o tempo total; (4) aplique E = P × t.
• Dica de eliminação rápida: calcule mentalmente uma estimativa grosseira antes de fazer a conta fina — 0,75 kW × 15 h está entre 10 e 12, o que já elimina de cara as alternativas muito menores (A, B, C) e a que é o dobro (E), sobrando apenas D.
• Conexões: cálculo do custo da conta de energia elétrica (E × tarifa em R$/kWh); comparação de eficiência energética entre eletrodomésticos de potências diferentes.