ENEM12

Transformações de Energia – Energia Mecânica

01-(ENEM-MEC) 

No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas:

I. cinética em elétrica                         

II. potencial gravitacional em cinética

Analisando o esquema a seguir, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre:

a) I - a água no nível h e a turbina, II - o gerador e a torre de distribuição.

b) I - a água no nível h e a turbina, II - a turbina e o gerador.

c) I - a turbina e o gerador, II - a turbina e o gerador.

d) I - a turbina e o gerador, II - a água no nível h e a turbina.

e) I - o gerador e a torre de distribuição, II - a água no nível h e a turbina.

02-(ENEM-MEC) 

A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica.  Abaixo está representado um esquema básico de uma usina de energia nuclear.

A partir do esquema são feitas as seguintes afirmações:

I. a energia liberada na reação é usada para ferver a água que, como vapor a alta pressão, aciona a turbina.

II. a turbina, que adquire uma energia cinética de rotação, é acoplada mecanicamente ao gerador para produção de energia elétrica.

III. a água depois de passar pela turbina é pré-aquecida no condensador e bombeada de volta ao reator.

Dentre as afirmações acima, somente está(ão) correta(s):

03-(ENEM-MEC)

A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica. Abaixo está representado um esquema básico de uma usina de energia

nuclear. Com relação ao impacto ambiental causado pela poluição térmica no processo de refrigeração da usina nuclear, são feitas as seguintes afirmações:

I. o aumento na temperatura reduz, na água do rio, a quantidade de oxigênio nela dissolvido, que é essencial para a vida aquática e para a decomposição da matéria orgânica.

II. o aumento da temperatura da água modifica o metabolismo dos peixes.

III. o aumento na temperatura da água diminui o crescimento de bactérias e de algas, favorecendo o desenvolvimento da vegetação.

Das afirmativas acima, somente esta(ão) correta(s):

04-(ENEM-MEC)

Mochila geradora de energia

- A mochila tem uma estrutura rígida semelhante à usada por alpinistas.

- O compartimento de carga é suspenso por molas colocadas na vertical.

- Durante a caminhada, os quadris sobem e descem em média cinco centímetros. A energia produzida pelo vai-e-vem do compartimento de peso faz girar um motor conectado ao gerador de eletricidade.

Com o projeto de mochila ilustrado na figura 1, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser esquematizadas conforme ilustrado na figura 2.

As energias I e II, representadas no esquema anterior, podem ser identificadas, respectivamente, como

a) cinética e elétrica.         

b) térmica e cinética.         

c) térmica e elétrica.         

d) sonora e térmica.         

e) radiante e elétrica.

05-(ENEM-MEC)

Observe a situação descrita na tirinha abaixo.

Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia:

a) potencial elástica em energia gravitacional.                                  

b) gravitacional em energia potencial.

c) potencial elástica em energia cinética.                                          

d) cinética em energia potencial elástica.

e) gravitacional em energia cinética.

06-(ENEM-MEC)

Na figura a seguir está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade. Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina:

a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina.
b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água.
c) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento.
d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água.
e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água.

07-(ENEM-MEC)

O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade. A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis.

 De acordo com este diagrama, uma das modalidades de produção de energia elétrica envolve combustíveis fosseis. A modalidade de produção, o combustível e a escala de tempo típica associada à formação desse combustível são, respectivamente,

a) hidroelétricas – chuvas – um dia                                            

b) hidroelétricas – aquecimento do solo – um mês

c) termoelétricas – petróleo – 200 anos                                      

d) termoelétricas – aquecimento do solo – um milhão de anos

e) termoelétricas – petróleo – 500 milhões de anos

08- (ENEM-MEC)

O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade. A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis.

No diagrama estão representadas as duas modalidades mais comuns de usinas elétricas, as hidroelétricas e as termoelétricas

No Brasil, a construção de usinas hidroelétricas deve ser incentivada porque essas

I. utilizam fontes renováveis, o que não ocorre com as termoelétricas que utilizam fontes que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas.

II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo represamento das águas no curso normal dos rios.

III. aumentam o índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas.

Das três afirmações lidas, somente

a) I esta correta.                    

b) II esta correta.                        

c) III esta correta.                         

d) I e II estão corretas.

e) II e III estão corretas.

09-(ENEM-MEC)

A tabela a seguir apresenta alguns exemplos de processos, fenômenos ou objetos em que ocorrem transformações de energia. Nessa tabela, aparecem as direções de transformação de energia. Por

exemplo, o termopar e um dispositivo onde energia térmica se transforma em energia elétrica.

Dentre os processos indicados na tabela, ocorre conservação de energia

a) em todos os processos.                    

b) somente nos processos que envolvem transformações de energia sem dissipação de calor.

c) somente nos processos que envolvem transformações de energia mecânica.

d) somente nos processos que não envolvem energia química.

e) somente nos processos que não envolvem nem energia química nem energia térmica.

10-(ENEM-MEC) 

Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por

 um rio, que é fonte de água para consumo,irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado.

Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental?

a) Termelétrica, pois é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração. 

b) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia. 

c) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população. 

d) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local. 

e) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída. 

11- (ENEM-MEC)

Os números e cifras envolvidos, quando lidamos com dados sobre produção e consumo de energia em nosso pais, são sempre muito grandes.

Apenas no setor residencial, em um único dia, o consumo de energia elétrica e da ordem de 200 mil MWh.

Para avaliar esse consumo, imagine uma situação em que o Brasil não dispusesse de hidrelétricas e tivesse de depender somente de

termoelétricas, onde cada kg de carvão, ao ser queimado, permite obter uma quantidade de energia da ordem de 10kWh. Considerando que um caminhão transporta em media, 10 toneladas de carvão, a quantidade de caminhões de carvão necessária para abastecer as termoelétricas, a cada dia, seria da ordem de

12-(ENEM-SP)

O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade.

A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fosseis.

De acordo com o diagrama, a humanidade aproveita na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, correspondente a:

13-(ENEM-MEC)

O esquema abaixo mostra, em termos de potencia (energia/tempo), aproximadamente, o fluxo de energia, a partir de uma certa quantidade de combustível vinda do tanque de gasolina, em um carro viajando com velocidade constante. 

O esquema mostra que, na queima da gasolina, no motor de combustão, uma parte considerável de sua energia é dissipada. Essa perda e da ordem de:

14- (ENEM-MEC)

No Brasil, o sistema de transporte depende do uso de combustíveis fosseis e de biomassa, cuja

energia é convertida em movimento de veículos. Para esses combustíveis, a transformação de energia química em energia mecânica acontece

a) na combustão, que gera gases quentes para mover os pistões no motor.

b) nos eixos, que transferem torque as rodas e impulsionam o veiculo.

c) na ignição, quando a energia elétrica é convertida em trabalho.

d) na exaustão, quando gases quentes são expelidos para trás.

e) na carburação, com a difusão do combustível no ar.

Resolução Comentada  

Transformações de Energia – Energia Mecânica

01- Transforma a energia potencial gravitacional da água na superfície da barragem de altura h em energia cinética (do movimento) na turbina. A turbina aciona o gerador que, por sua vez, transforma energia cinética em elétrica  ---   R- D

02-  I. Correta  ---  a função do vapor obtido pela fissão nuclear é girar a turbina.     

 II. Correta  ---  conforme o enunciado, a energia cinética adquirida pela turbina, ao girar devido ao vapor, é transferida para o gerador, onde é transformada de cinética em elétrica.

III. Falsa  ---  a função da câmara de condensação é liquefazer o vapor esfriando-o e transformando-o em água, que é a seguir bombeada de volta ao reator.

R- D

03- I. Correta  ---  o aumento na temperatura de um liquido diminui a solubilidade dos gases (inclusive oxigênio) nele contidos.

II. Correta  ---  sendo os peixes animais pecilotermos (temperatura varia de acordo com o ambiente em que estão inseridos), a mudança na temperatura da água afeta seu metabolismo, podendo representar, dependendo da intensidade da modificação, podendo provocar sua mortalidade.

III. Falsa  ---  o aumento da temperatura da água favorece o aumento de microrganismos (bactérias e algas). Prejudicando o desenvolvimento da vegetação.

R- D

04- Durante a caminhada, os movimentos de vai e vem dos quadris subindo e descendo provoca transformação de energia potencial elástica armazenada nas molas em energia cinética  ---  esta energia cinética, por sua vez, durante o sobe e desce, comprime e estica as molas ainda mais, restituindo a energia potencial elástica e assim por diante  ---  assim, durante a caminhada há transformação de energia potencial em energia cinética e vice-versa  ---  esse movimento de sobe e desce (energia cinética) faz girar o motor, que por sua vez gira o gerador, transformando essa energia cinética em energia elétrica  ---  R-  A

05- No instante em que a flecha é lançada, toda energia potencial elástica armazenada na corda do arco e consequentemente na flecha, se transforma em energia de movimento (energia cinética) da flecha  ---  R- C

06- Transforma a energia potencial gravitacional da água na superfície da barragem de altura h em energia cinética (do movimento) na turbina, que aciona o gerador, que transforma essa energia cinética em energia elétrica  ---  R- B

07- Combustíveis fósseis são substâncias compostas por carbono, usadas como fonte de energia

---  carvão mineral, petróleo e gás natural são responsáveis por cerca de 85% da energia produzida no mundo  ---  nas usinas termoelétricas, é comum o uso do petróleo, combustível fóssil cujo período de formação é elevadíssimo (milhões de anos)  ---  R- E

08- 

I. correta  ---  como o Brasil possui as mais imensas, abundantes e extensas quantidades de bacias hidrográficas do planeta Terra, essas devem ser aproveitadas com a construção de usinas hidrelétricas, pois essa imensa quantidade de água constitui fontes renováveis.

II. Falsa  ---  o represamento de água no curso normal dos rios, provocado pelas grandes hidrelétricas apresenta impactos ambientais  ---  inunda áreas florestais prejudicando a flora e a fauna terrestres com a perda de vegetação, acidifica as águas, etc.

III. Falsa  ---  a evaporação da água de uma represa é muito pequena para provocar chuvas.

R- A

09- A energia não é criada nem destruída, apenas transformada  ---  conserva-se em todos os processos (Principio da Conservação da Energia)  ---  R- A

10- O enunciado exige menor impacto ambiental  ---  já que a incidência solar na região é alta, a melhor forma para obtenção de energia é a fotovoltaica (geração de energia elétrica com energia renovável do Sol)  ---  R- D 

11- Massa de carvão necessária para se obter a energia de 200.mil MWh (200.10⁶kWh) ---  regra de três  ---  1kg – 10kWh  ---  m – 200.10⁶kWh  ---  m=200.10⁶/10  ---  m=20.10⁶=20.000.000kg=20.000 toneladas  ---  número de caminhões que transportarão essa massa  ---  outra regra de três  ---  1 caminhão – 10 toneladas  ---  n caminhões – 20.000 toneladas  ---  n=20.000/10  ---  n=2.000 caminhões  ---  R- D

12- Dados  ---  potência da radiação emitida pelo Sol  ---  P_oSol=200 bilhões de MW=200.10⁹.10⁶=2.10¹⁷W  ---  potência aproveitada sob forma de eletricidade  --- P_oelet.=500.000MW=500.10³.10⁶=5.10¹¹W  ---  a fração (f) de energia aproveitada sob forma elétrica corresponde à razão  ---  f=P_oSol/P_oelet.=5.1011/2.10¹⁷  ---  f=2,5.10^-6  ---  R- B

13- 

Observe no esquema acima que, como 1% foi evaporada, a potencia total liberada pela queima do combustível do tanque foi de P_ototal=71kW  ---  potência dissipada daquela liberada pelo tanque  ---  P_odiss.=56,8kW  ---  potência realmente utilizada  --- P_oútil=14,2kW  ---  a fração dissipada de energia corresponde à relação  ---  f= P_odiss./P_ototal=56,8/71  ---  f=0,8  ---  80% de energia são dissipados  ---  

R- A

14- No interior do motor ocorrem reações químicas de combustão (combustão ou queima é uma reação química entre uma substância (o combustível) e um gás (o comburente ou oxidante), geralmente o oxigênio), com a liberação de calor e luz  ---  no caso, o combustível é a gasolina , álcool, ou gás natural veicular (GNV e o comburente é o oxigênio presente no ar  ---  os gases provenientes dessas reações possuem elevadas temperaturas e pressões, liberando enormes

forças de pressão que movimentam os pistões, que acoplados aos eixos das rodadas, giram-nas, fazendo o carro se mover  ---  R- A.